H∞积分控制在船舶自动舵中的应用

通过一个干扰抑制问题将积分控制引进Ｈ∞设计框架，然后奖之变成Ｈ∞标准问题求解，最后应用于船舶自动舵中，仿真结果表明，船舶自动舵Ｈ∞积分控制器能消除残差，对海况变化的干扰具有抑制作用，对装载变化等产生的船舶模型摄动，具有良好的鲁棒性能。     

船舶自动舵的研究

给出了用适应式ＰＩＤ及Ｈ∞鲁棒控制算法实现的船舶自动舵的研究结果；自动舵具有保持航向和航迹功能；适应式ＰＩＤ算法是根据船舶流行时的天气、海况、负载及航偏角大小改变ＰＩＤ比例、积分、微分系数以适应船舶航行需求；Ｈ∞鲁棒控制算法是藉助ＭＡＴＬＡＢ软件包的鲁棒控制工具箱，应用Ｈ∞控制理论的Ｓ／Ｔ／ＫＳ混合灵敏度问题设计船舶航向保持控制器；航迹算法采用自动航行方式以使船舶始终航行在计划航线的允许偏差带内；     

时滞系统H∞控制的状态空间方法

介绍时滞系统Ｈ∞控制的状态空间方法，首先给出时滞系统Ｈ∞控制问题，然后基于Ｒｉｃｃａｔｉ方程的解，分别导出了基于状态反馈和输出反馈Ｈ∞控制器及其存在的条件，详细地阐述了时滞系统Ｈ∞控制器设计的基本思路。     

一种舵阻摇H∞控制器的设计

设计了一种Ｈ∞控制器，可以解决舵阻摇系统对船舶结构及参数具有高度敏感性这个问题，模拟海上航行条件的计算机仿真表明该控制器具有良好的鲁棒特性。     

分散H2／H∞鲁棒控制的LMI方法

应用线性矩阵不等方法研究大系统分散Ｈ２／Ｈ∞控制问题。首先描述了分散Ｈ２－Ｈ∞状态反馈控制问题,然后提出了存在分散Ｈ２／Ｈ∞状态反馈控制器的参数化定理和两种基于ＬＭＩ的设计方法：直接ＬＭＩ方法和迭代ＬＭＩ方法。所获得的控制器具有块对角结构,闭环系统稳定且能优化闭环系统的Ｈ２／Ｈ∞性能指标。作为该方法的推广,也探讨了分散Ｈ∞控制器的设计问题,最后用示例说明了两种方法应用。     

双线性系统的鲁棒H~∞控制

研究了单输入双线性系统的鲁棒Ｈ∞控制器的设计问题．利用精确线性化方法将此转化为线性系统的鲁棒Ｈ∞控制问题,再通过引进标度参数ε,将线性系统的鲁棒Ｈ∞控制问题转化为一般线性系统的Ｈ∞控制问题来求解．     

鲁棒H∞跟踪控制

研究了参数不确定线性时变系统的有限时间Ｈ∞跟踪问题，给出了鲁棒控制器存在条件以及控制器的状态空间表达形式，而且也给出了跟踪误差所要求的Ｈ∞界．仿真结果表明，文中所提供的方法明显改善了系统的跟踪性能，具有很好的鲁棒性     

具有馈通的不确定时滞系统的鲁棒H∞控制

研究具有馈通的不确定时滞系统的鲁棒Ｈ∞控制问题．首先证明了若一个由系数矩阵及一组正定矩阵构成的Ｒｉｃｃａｔｉ方程有正定解，则闭环系统有一个Ｈ∞控制器．然后基于这个Ｒｉｃｃａｔｉ方程的解及不确定性的分解条件给出了时滞系统鲁棒Ｈ∞控制器的设计方案．最后给出例子说明本文方法的有效性．     

H∞控制理论在过热汽温控制中应用的研究

研究了具有延滞不确定系统的鲁棒控制问题．指出该问题可以统一在Ｈ∞框架下进行处理．讨论了权函数的选择,求解Ｈ∞鲁棒ＰＩＤ控制器,并对锅炉过热汽温控制进行了仿真研究,结果表明本文的设计方法是有效的．     

广义线性磁悬浮对象的H∞控制问题

给出了广义线性磁悬浮对象的数学模型,分析得出其具有非渐进稳定的特性。在此基础上,通过系统变换方法,得到了一种利于设计Ｈ∞控制器的结构,并且将参数不确定性问题转化为Ｈ∞控制的标准形式,给出了采用输出反馈的Ｈ∞控制综合方法,通过一个仿真的例子,说明该控制算法具有良好的稳定性,快速性以及精度度,通过这种方法,可以有效地对一般的磁悬浮对象进行控制。     

一类Benchmark问题的H∞求解

本文对一类Ｂｅｎｃｈｍａｒｋ不确定系统的鲁棒控制问题进行了研究，指出实际工程问题常要求鲁棒稳定表满足一定的带宽，可以统一在Ｈ∞框架之下进行处理，讨论权函数的选择，求解了Ｈ∞鲁棒控制器，并与已有的结果进行了比较。     

水下潜器的鲁棒控制系统设计

讨论了单变量系统的定量反馈理论（ＱＦＴ）与Ｈ∞两种鲁棒控制设计方法之间的关系,并结合两种方法的优点对水下潜器的控制系统进行了设计研究．研究表明,ＱＦＴ 的设计问题可以通过设计指标的近似转换转化为Ｈ∞控制设计问题,这为Ｈ∞控制性能权函数选取提供了依据．使用Ｈ∞控制方法不需要太多的设计经验,但设计的控制器结构较复杂且存在保守性．用ＱＦＴ 方法可对Ｈ∞控制器再进行优化调整,调整后的控制器结构简单,易于工程实现．ＱＦＴ 与Ｈ∞控制之间的有效结合,降低了水下潜器鲁棒控制系统的设计难度．     

倾斜导轨上两级倒立摆的H∞控制

对倾斜导轨上两级倒立摆的控制问题进行研究，要求设计出的控制器不仅能使摆杆在垂直方向保持稳定，而且能控制小车在导轨上的位置。该问题可简化为极小化某闭环传递函数的Ｈ∞范数，并利用标准Ｈ∞方法进行求解。仿真结果表明，所设计的控制是令人满意的。     

船舶航向环路成型H∞鲁棒控制算法及仿真研究

论述一种基于对象分子－分母摄动形式的环路成型Ｈ∞鲁棒控制算法，该算法可避免船舶模型在原点有一极点所造成的Ｈ∞控制器在计算上的困难，通过适当选取加权函数，可保证闭环系统具有良好的动静态特性和较强的鲁棒性，利用ＭａｔｌａｂＳｉｍｕｌｉｎｋ工具进行了仿真研究，结果令人满意。     

带积分环节的线性系统控制器的插值法设计

利用 Ｈ∞控制理论中的插值法,研究了带积分环节的线性系统控制器的设计。根据系统的内稳定性,给出了满足带积分环节的线性系统控制器的插值条件,使设计得到的线性系统控制器具有积分控制作用,从而可使系统能够满足稳态性能的要求。     

分散H_∞状态反馈鲁棒控制设计——LMI方法

应用线性矩阵不等式（ＬＭＩ）方法研究了大系统分散Ｈ∞控制问题．首先分析了分散Ｈ∞状态反馈控制问题,然后提出了存在分散Ｈ∞状态反馈控制器的参数化定理和一种基于ＬＭＩ的迭代求解方法．把反馈增益的设计条件转化为一个双仿射矩阵不等式,用ＬＭＩ迭代算法求解分散控制器,并用实例说明了该方法的应用．结果表明,所获得的控制器具有块对角结构,闭环系统稳定,且使其Ｈ∞范数小于１．     

单臂柔性机械手的H_∞鲁棒控制

研究单臂柔性机械手的Ｈ∞控制和溢出抑制问题．用Ｌａｇｒａｎｇｅ假设模态法对柔性臂进行建模，截断高阶模态构造柔性臂的降阶模型．基于这个降阶模型，应用Ｈ∞控制理论设计一鲁棒降阶控制器．这样设计的闭环系统不但具有良好的跟踪性能，而且能够抑制溢出现象．最后实例数值仿真结果表明了设计的有效性     

水轮发电机组H∞状态反馈综合最优控制系统

根据实际工程应用的特点，改进了Ｈ_∞状态反馈控制的算法，并给出了一种选择Ｈ_∞权矩阵的方法；以此为基础设计及研究了一种能综合控制水轮发电机组的励磁和导叶开度，集励磁调节器、调速器功能于一体的综合控制系统．结果表明，该控制器在基本不影响系统响应性能的情况下，能明显地改善系统的鲁棒性．     

鲁棒控制工具箱的应用开发

研究ＭＡＴＬＡＢ软件包中鲁棒控制工具箱的Ｈ∞控制器设计的开发并把设计出的控制器应用到船舶自动舵上，仿真结果表明用鲁棒控制工具箱设计的Ｈ∞控制器工作可靠，动态和稳态特性良好，鲁棒性强，具有设计过程简单，物理意义明显，设计结果精确的优点。     

非线性系统的H∞局部控制问题

对于一般的非线性控制系统，用状态反馈研究了Ｈ∞局部控制问题，获得的主要定理陈述这样的事实：如果对应的线性化系统的Ｈ∞控制问题能解，则此非线性系统的Ｈ∞局部控制总是也能解。