车辆悬架和座椅悬架的鲁棒H_∞集成控制策略

在建立车-椅-人车辆集成控制模型的基础上,提出一种基于线性矩阵不等式(LMI)优化技术的主动座椅悬架和车辆主动悬架的鲁棒H∞集成控制策略.以人体垂直加速度响应功率谱密度为控制输出目标,以满足车辆悬架动行程范围、车轮动静载荷比响应和所需的集成控制力要求为约束条件,设计出了座椅悬架和车辆悬架集成状态反馈控制器.通过仿真软件MATLAB进行了集成控制系统的仿真分析与比较,证明了该方法的可行性和有效性,为车辆主动悬架系统的研究提供了理论依据.     

具有输入滞后的不确定系统的鲁棒H∞控制

针对一类具有输入滞后的不确定系统,基于所谓的还原法,结合Lyapunov稳定性理论,讨论了其鲁棒H∞控制器设计问题.在零初始条件下,得到了该系统满足鲁棒H∞性能的一个充分条件,且控制器存在的充分条件由线性矩阵不等式组(LMIs)的形式给出,可以通过求解一个线性矩阵不等式组获得鲁棒H∞控制器,最后以一个具体算例说明了该方法的有效性.     

不确定时滞系统的时滞相关鲁棒H∞控制

讨论了不确定时滞系统的时滞相关鲁棒H∞控制器的设计问题.利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法,结合自由权矩阵思想,获得了基于LMI 的时滞相关的H∞控制器和鲁棒H∞控制器设计方法.得到了闭环系统渐进稳定且具有给定的H∞扰动抑制水平γ的时滞相关条件,该条件与已有结论相比形式更简单,更便于操作和实现.利用Matlab 中的LMI 工具箱可方便来解.数值算例说明方法的可行性.     

非线性不确定性奇异系统的鲁棒H∞控制

讨论了非线性不确定性奇异系统的鲁棒H∞控制问题，给出了非线性不确定性奇异系统的H∞鲁棒性能准则，利用经性矩阵不等式（LMIs)的方法，给出了系统满足H∞鲁棒性能准则的充分条件，在这个条件下，分别讨论了非线性不确定性奇异系统的鲁棒H∞控制反馈控制器和输出反馈控制器的设计，得到了鲁棒H∞控制器存在的充分条件。     

不确定模糊系统的有限时间鲁棒H∞控制

讨论了一类不确定非线性模糊系统的控制问题,针对能量有界的输入干扰,设计了基于状态反馈的有限时间鲁棒H∞控制器.基于鲁棒控制理论,通过对状态反馈系统的分析,提出了使得系统既符合有限时间稳定又满足H∞控制指标的控制器存在条件.结合构造的Lyapunov-Krasovskii函数和线性矩阵不等式理论,给出了控制器存在的可行性描述.基于有限时间稳定性理论设计的鲁棒H∞控制器,使系统具有有限时间稳定,抑制干扰强,满足给定范数指标的特点.仿真实例说明了该设计方法的有效性.     

具有控制器增益的不确定多滞后系统的鲁棒H∞控制

讨论了一类线性多时滞不确定系统的带有控制器增益的H∞鲁棒控制问题.采用Lyapunov函数方法,结合矩阵不等式的性质,给出了线性多时滞系统的渐近稳定的充分条件,并设计出具有增益的H∞鲁棒控制器,所得结果分别基于相应的线性矩阵不等式的解.     

一类不确定切换奇异系统的鲁棒H∞控制

研究一类由任意有限多个不确定子系统组成的切换奇异系统的状态反馈鲁棒H∞控制问题.利用共同Lyapunov函数方法和凸组合技术,给出由矩阵不等式表示的控制器存在的充分条件,并设计了相应的子控制器和切换规则.采用消元法,将该矩阵不等式转化为一组线性矩阵不等式.最后给出一个数值算例证明结论的有效性.研究结果表明:通过切换,闭环系统在整个状态空间上的每个点都满足鲁棒H∞性能,而并不要求每个子系统在整个状态空间上都满足鲁棒H∞性能,甚至也不要求其渐进稳定.     

不确定线性中立型时滞系统的鲁棒H∞反馈控制

考虑了不确定线性中立型系统的状态反馈H∞控制器的设计问题,基于线性矩阵不等式(LMI)给出了系统扰动衰减具有H∞范数约束的鲁棒稳定性条件和反馈H∞控制器的设计方法,并进行了举例说明.     

组合系统鲁棒分散可靠H∞控制

针对一类具有不确定性组合系统，研究其鲁捧分散可靠状态反馈H∞控制器的设计方案，采用该方案设计的可靠控制系统，不仅在系统运行良好的条件下，而且在系统的执行器元件出现失误的情况下，仍能确保系统内部状态的稳定性，并同时满足给定的H∞性能指标．仿真例子说明了方法的有效性。     

不确定切换系统的动态输出反馈鲁棒H∞控制

研究一类由任意有限多个不确定子系统组成的切换系统的动态输出反馈鲁棒H∞控制问题.利用共同Lyapunov函数方法和凸组合技术,给出由矩阵不等式表示的控制器存在的充分条件,并设计了相应的子控制器和切换规则.采用消元法,将该矩阵不等式转化为一组线性矩阵不等式(LMIs).最后给出一个数值仿真实例证明结论的有效性.研究结果表明:通过切换,闭环系统在整个状态空间上的每个点都满足鲁棒H∞性能,而并不要求每个子系统在整个状态空间上都满足鲁棒H∞性能,甚至也不要求其渐进稳定.     

车辆悬架系统的自适应模糊控制(英文)

悬架是用来支持车身的系统,通过隔离道路干扰使得乘客感觉舒适、并确保车辆稳定.为此研究了全车模型悬架系统在下列几种控制方式下的性能:被动控制、半主动控制、自适应标准可加性模型(SAM)下的主动控制.全车模型可以为车辆悬架系统提供一些必要的性能参数,如车身偏移、车轮偏移和悬架偏斜.乘坐的舒适性和车辆的操控性决定了所需悬架系统的性能.乘坐的舒适性取决于车身偏移和乘客座位的偏移,而车辆的稳定由其他自由度(如俯仰和滚转)决定.半主动和主动悬架控制的设计通过MATLAB/SIMULINK加以实现,充分考虑了不规则的路面,并以此验证半主动控制和SAM主动控制的性能.实验结果表明,SAM主动控制能够改善乘坐的舒适性和车辆的操控性.     

车辆主动悬架舒适性的自抗扰控制

针对现有车辆主动悬架控制方法受模型精度影响较大的不足,提出汽车半车模型主动悬架的自抗扰控制方法,设计了主动悬架的自抗扰控制器。为验证自抗扰控制器的有效性,进行了随机路面输入试验,对比分析了自抗扰控制主动悬架、被动悬架以及LQG控制主动悬架的性能。相对于主动悬架常用控制方法,自抗扰控制器设计不需精确数学模型,干扰的抑制也不需扰动模型,控制方法简单。仿真试验结果表明,在所设计的控制器作用下,质心垂向加速度和前、后悬架动挠度均方根值分别下降39.2%,12.7%和14.9%;自抗扰控制器实现对主动悬架的控制,改善了车辆乘坐舒适性,且性能优于LQG控制。     

含有动态输入不确定性的随机非线性系统的鲁棒控制

针对一类含有动态输入不确定性的随机非线性系统,从无源性的观点研究了鲁棒控制理论.特别地,将确定性系统中基于无源性的系统设计法推广到该类不确定随机系统中,并以此作为基础给出了该类系统的鲁棒镇定控制器设计方法.与传统的基于系统模型三角形结构的设计方法不同,对于一个一般的系统,也能给出其具体的控制器形式.设计过程主要分两部分,首先给出一类反馈连接形式的随机非线性系统满足无源性的充分条件,在对系统进行合理的设定和分析的基础上,基于此条件对于随机系统在输入通道出现动态不确定性的情况下构造出一种状态反馈控制律,使得闭环系统满足无源性,从而是渐进稳定的;然后,将该无源控制律设计方法扩展到系统同时含有动态和静态模型不确定性的情况.仿真结果验证了设计方法的有效性.     

时变时滞不确定系统的鲁棒控制

基于鲁棒二次稳定性理论,采用线性矩阵不等式方法,研究了具有时变状态时滞的不确定系统的鲁棒H∞控制问题,给出了对所有允许不确定性,被控对象满足H∞范数界γ约束下鲁棒二次稳定的一个充分条件. 通过求解一个线性矩阵不等式,即可获得H∞状态反馈控制器.     

两类非线性随机微分系统的鲁棒控制

研究了两类非线性随机微分系统均方意义下鲁棒均方指数稳定性问题。系统中含有不确定性非线性多时滞扰动,利用Lyapunov-Krasovskii方法、范数的性质及Riccati方程等工具提出了相应的非线性状态反馈控制器,它们可保证所讨论的系统是均方指数稳定性的。     

不确定双线性随机离散时间系统的鲁棒控制

文章研究了不确定双线性随机离散时间系统的鲁棒控制.通过构造线性滤波,利用代数里卡提不等式与线性矩阵不等式(LMI)方法,使得系统状态均方有界,以及每个状态误差的协方差矩阵对角元素不超过对应预先设定的对称正定矩阵元素上确界,从而双线性随机系统可达到较好的鲁棒性.数值算例验证了该方法是有效的.     

一类最小相位随机非线性系统的输出反馈控制及扰动抑制

对于一类具有模型不确定性的最小相位随机非线性系统,研究输出反馈控制使闭环系统状态响应对噪声具有扰动抑制作用,并且无噪声时闭环系统是随机渐近稳定的.首先假设模型系统中的一个子系统随机输入状态稳定,并且系统的漂移项与扩散项分别依赖于该子系统的状态和输出信号,在此假设前提下设计一个降阶观测器,得到一个等价系统,再由递推的方法得出等价系统的输出反馈控制律,使得最终得到的闭环系统对噪声方差是输入状态稳定的.     

时滞对高速铁道车辆悬挂系统半主动控制的影响

利用多体动力学技术和联合仿真的方法及半主动开关控制和改进型开关控制中的时滞,对车辆动力学性能的影响进行了仿真分析.结果表明:无时滞理想状态下,半主动控制对车辆横向动力学性能的控制效果明显,且运行速度越高控制效果越好;时滞对车辆横向动力学性能的影响较大,但并非随着时滞的增大而逐渐恶化,而是呈波浪形起伏,当时滞处于100~200 ms和400~500ms范围时,半主动控制效果最差,甚至失效;考虑时滞后,开关控制效果优于其改进型,这与没有考虑时滞因素时结论相反,证实了时滞分析的必要.     

具有时滞依赖的不确定系统鲁棒H∞保代价控制

针对一类含有时滞依赖的不确定线性系统，研究了具有鲁棒H∞性能的保代价控制器的设计。假定其中的不确定性是范数有界的和系统的状态是完全可测的，采用基于线性矩阵不等式和构造适当的Lyapunov泛函相结合的方法，给出了一种鲁棒H∞状态反馈保代价控制器的设计，仅通过求解相应的线性矩阵不等式就可得到鲁棒H∞状态反馈保代价控制器，所设计的保代价控制器对所有容许的不确定性不仅使相应的闭环系统渐进稳定，而且能保证闭环系统满足一定的鲁棒H∞保代价性能指标，达到抑制干扰的效果。最后，用数值算例及仿真结果验证了所给方法的可解性和有效性。