一种少保守性网络化控制系统的H_∞完整性设计

针对一类具有时变时延和丢包的网络化控制系统,考虑外界有限能量扰动的影响,基于一种状态多时延模型,以时滞依赖的方法,推证出确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有H∞完整性的判据,并以求解线性或非线性矩阵不等式的方式,给出H∞容错控制器的设计方法.最后以一仿真算例验证该方法的有效性.结果表明:由于模型中考虑了时延下界,且证明过程未进行模型转换和交叉项放大处理,其结果具有较少保守性.     

基于状态观测器的不确定NNCS鲁棒完整性设计

针对一类具有时延及丢包的不确定非线性网络化控制系统,在系统状态无法直接测量和执行器发生失效故障情形下,基于全维状态观测器,研究不确定非线性网络化控制系统的鲁棒完整性设计问题.首先,基于T-S模糊模型,通过引入适当的积分不等式去处理一些积分项,以及构造包含所有时延特性的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出使系统具有鲁棒完整性的时滞依赖充分条件;进一步,利用矩阵分离技术得到了状态观测器和控制器增益的求解方法.在推证过程中,既没有进行模型转换也没有放大或忽略有用项,特别是对网络传输时延的分段处理,使结果具有较少保守性.最后以仿真示例验证了本文所述方法的有效性和可行性.     

具有长时延和异步时钟的网络控制系统的故障检测

针对一类同时存在长时延和异步采样时钟的网络控制系统,假定其可能发生的故障,设计了系统的具有时延补偿功能的鲁棒H∞状态观测器,对其进行故障检测.当系统正常时,将观测器系统建模为一类具有不确定性的离散线性切换系统,基于该模型,利用线性矩阵不等式(LMIs)方法给出了系统鲁棒稳定性条件和H∞性能指标的求解方法;当系统发生故障时,观测器残差能够迅速发生跳变,从而检测出故障的发生.仿真示例验证了所提出方法的有效性.     

长时延网络化控制系统鲁棒故障诊断

针对一类具有网络时延和范数有界未知输入影响的不确定网络控制系统,研究了基于观测器的鲁棒H∞故障诊断方法.基于Lyapunov稳定性条件和线性矩阵不等式技术,得到了使系统渐近稳定的H∞性能判据,该准则的条件与网络诱导时延相关,在此性能准则的基础上可以进行长时延网络控制系统鲁棒H∞故障诊断滤波器的设计.     

分段线性连续混沌系统的H∞同步方法

基于状态观测器方法,研究分段线性连续混沌系统的鲁棒H∞同步问题.在同时考虑系统噪声和信道噪声的情况下,构造H∞意义下的状态观测器,使噪声对混沌同步的影响最小.状态观测器的设计可通过求解特定的线性矩阵不等式(LMI)获得.对蔡氏电路的仿真表明,用该方法设计的混沌同步系统具有较强的抗干扰能力.     

一类不确定网络化控制系统的H_∞鲁棒完整性设计

研究一类具有参数不确定性网络化控制系统的H∞鲁棒容错控制问题.基于网络化控制系统的时延模型,考虑参数不确定性以及未知扰动对系统的影响,将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵不确定性,应用Lyapunov稳定性理论和LMI方法,采用状态反馈控制策略,推证出了保证闭环网络化控制系统在执行器或传感器发生失效故障时仍渐近稳定,且满足给定H∞扰动抑制性能指标的充分条件,并以求解线性矩阵不等式组方便地得到了容错控制器的设计方法,最后用仿真算例验证了此方法的可行性和有效性.     

具有区间快变时延的NCS Η_∞完整性设计

针对存在时延和丢包且综合时延具有区间快变特性的网络化控制系统,研究执行器或传感器发生失效时,系统受有限能量外部扰动影响的H∞容错控制问题.将丢包当作一种特殊时延,考虑综合时延快变性和其变化率上界难以确定性,采用状态反馈控制策略,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证出闭环系统对执行器或传感器失效故障具有较小保守性的H∞完整性时滞依赖充分条件,并以求解LMIs的方式给出控制器的设计方法.     

基于Luenberger观测器的降阶H∞控制器的设计

本文主要研究了基于Luenberger观测器的H∞降阶控制器的设计问题,该观测器是干扰解耦的。首先利用LMI方法提出了求解H∞状态反馈增益的充要条件,然后对该控制器进行渐近降阶观测,基于sylvester矩阵方程的显示通解的参数化设计方法,实现了线性系统的降阶H∞控制器的设计,最后给出了相应的降阶H∞控制器设计算法。     

不确定时滞系统的观测器型鲁棒H∞控制--LMI方法

针对一类不确定时滞系统的鲁棒H∞稳定控制，设计了基于观测器的鲁棒H∞控制器．假定系统的不确定性是时变的且具有范数有界．基于线性矩阵不等式（linear matrix inequality-LMI），通过构造Lyapunov泛函，选取适当的观测器，给出了控制器的设计方法，通过求解相应的线性矩阵不等式，就可以得到基于观测器的H∞控制器，并证明了该控制器在使闭环系统渐近稳定的同时，又能保证闭环系统满足一定的H∞性能指标．最后，数值算例验证了所给方法的有效性．     

存在干扰和数据包丢失的网络控制系统鲁棒H_∞故障诊断

针对一类同时存在未知干扰输入和传感器数据包丢失的网络控制系统,假定其可能发生故障,设计了鲁棒H∞状态观测器,对其进行故障检测。首先对此类网络控制系统进行了建模,建立了系统的状态观测器,并将该观测器误差方程等效为离散切换系统。然后基于李雅普诺夫稳定性理论,给出了观测器系统为鲁棒H∞状态观测器的充分条件及观测器增益矩阵的求解方法。为了增强鲁棒性和灵敏度,将阈值的选取归结为具有线性不等式约束的最小化问题。最后的仿真示例验证了文中方法的有效性。     

区间快变时延NCS鲁棒Η_∞保性能容错控制

针对存在时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑参数不确定性和有限能量外部扰动影响,研究了执行器失效时系统具有H∞保性能的鲁棒容错控制问题.将丢包当作一种特殊时延,考虑综合时延的区间快变特性,采用状态反馈控制策略,通过构造适当的李雅普诺夫泛函,推证出闭环系统对执行器失效故障具有较小保守性的鲁棒H∞保性能容错能力的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式的方式给出了最优控制器的设计方法.最后以一个仿真算例验证了所述方法的可行性和有效性.     

基于观测器的非线性广义马尔科夫跳变时滞系统的鲁棒H_∞控制

研究了非线性广义Markov跳变时滞系统的H∞控制问题.得到了增广系统全局指数稳定且具有H∞性能指标的基于观测器的反馈控制器存在的充分条件.通过求解线性矩阵不等式得到了控制器和观测器的增益矩阵.最后用数值算例验证了所提出设计方法的有效性.     

不确定非线性NCS鲁棒H∞保性能容错设计

针对一类不确定非线性网络化控制系统,同时考虑时延、丢包及受外部有限能量扰动的影响,研究了执行器失效故障情形下系统的鲁棒H∞保性能容错控制问题.基于T-S模糊模型,通过构造适当的李雅普诺夫-克拉索夫斯基泛函,推证出了使系统具有鲁棒H∞保性能容错能力的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式的形式得到了控制器的优化设计方法...     

基于时滞补偿观测器的网络化控制系统故障检测

针对一类具有不确定传输时滞的网络化控制系统,基于时滞补偿观测器研究了系统的故障检测问题.在传统的基于观测器的故障检测系统的基础上,根据时滞补偿的思想设计了一种新型的状态观测器,并引入故障的参考模型,得到广义残差系统;利用H∞控制理论,提出了基于H∞滤波器的故障检测方法,并借助线性矩阵不等式(LMI)方法给出了观测器增益矩阵和后滤波器矩阵的解.通过仿真验证了该方法的可行性和优越性.     

不确定大系统分散鲁棒H∞控制的LMI方法

针对一类由N个子系统构成且存在参数不确定性的大系统,研究其分散鲁棒H∞控制器的设计方法.目标是分别设计状态反馈控制器和基于状态观测器的输出反馈控制器,使大系统在允许的参数不确定时鲁棒稳定,并且满足H∞性能指标.采用线性矩阵不等式(LMI)的方法,分别给出了状态反馈和输出反馈分散H∞控制器存在的充分条件,利用LMI控制工具箱可方便地求解.仿真结果表明了该方法的有效性和优越性.     

基于多观测器的变采样周期网络控制系统的H_∞控制

研究了变采样区间和多状态观测器的联合设计问题.考虑到网络诱导时延可能大于一个采样周期,假定采样周期取值在有限集内切换,构建具有单状态观测器和多状态观测器的网络控制系统Markov跳变模型.在此基础上,基于Markov理论,获得闭环网络控制系统随机稳定的充分条件和最优H∞范数上界.并且,应用线性矩阵不等式技术,获得模型依赖控制器和观测器设计方案.仿真对比表明多状态观测器对网络控制系统更有效.     

一类非线性系统的基于观测器的H∞输出反馈设计

某些非线性系统可以通过全局线性化方法 ,转化为线性时变系统 ,因而可通过研究全局线性化后的线性时变系统来处理非线性系统的相关问题 .基于这一思路 ,利用线性微分包含的概念 ,对一类可化为多胞型线性微分包含的非线性系统 ,给出其基于观测器的 H∞ 输出反馈设计方法 ,得到的反馈控制律能使闭环系统内稳且具有 H∞干扰衰减 .文中对双边投影引理和 Finsler引理进行了扩展 ,从而可以处理基本矩阵不等式中块对角矩阵的消去问题 .利用这一结果 ,把基于观测器的H∞输出反馈设计的一充分条件化为线性矩阵不等式 ( LMI) ,进而利用已有的 LMI工具箱对控制律进行求解 .从而避免了采用非线性系统设计的一般方法时必须面对的求解 Hamilton- Jacobi不等式或等式方程的困难     

一类基于T-S模糊模型的非线性广义系统的鲁棒H_∞控制

目的解决一类时滞T-S模糊广义系统的鲁棒H∞控制问题.方法利用Lyapunov函数方法、矩阵缩放理论以及线性矩阵不等式(LM I)技术研究了一类基于T-S模糊模型的非线性广义系统的鲁棒H∞控制.结果首先给出了基于观测器的H∞控制器存在的充分条件,保证了闭环系统是容许且具有H∞性能.通过矩阵缩放理论把这个充分条件表示成了线性矩阵不等式形式,得到了H∞控制器设计方法.结论在系统状态未知并且具有时滞和干扰情况下,所提出的方法很好地解决一类基于模糊模型的非线性广义系统的鲁棒H∞控制问题,通过一个数值算例说明了所提方法的有效性和可行性.     

一类非线性系统的基于观测器的H~∞输出反馈设计

某些非线性系统可以通过全局线性化方法 ,转化为线性时变系统 ,因而可通过研究全局线性化后的线性时变系统来处理非线性系统的相关问题 .基于这一思路 ,利用线性微分包含的概念 ,对一类可化为多胞型线性微分包含的非线性系统 ,给出其基于观测器的 H∞输出反馈设计方法 ,得到的反馈控制律能使闭环系统内稳且具有 H∞干扰衰减 .文中对双边投影引理和 Finsler引理进行了扩展 ,从而可以处理基本矩阵不等式中块对角矩阵的消去问题 .利用这一结果 ,把基于观测器的 H∞ 输出反馈设计的一充分条件化为线性矩阵不等式 (L MI) ,进而利用已有的L MI工具箱对控制律进行求解 .从而避免了采用非线性系统设计的一般方法时必须面对的求解 Ham ilton- Jacobi不等式或等式方程的困难 .     

时变采样周期网络化系统混合鲁棒H2/H∞控制

针对存在时变采样周期和时延的网络化控制系统,讨论混合鲁棒H2/H∞控制性能约束下控制问题.通过矩阵Jordan变换,将时变采样周期和时延的不确定性转变为系统参数的不确定性,建立了离散时间凸多面体不确定系统模型.利用矩阵不等式方法,设计了满足混合鲁棒H2/H∞性能的控制状态反馈控制器.对不稳定的连续时间系统,该控制器能使闭环系统保持渐近稳定并对外界干扰具有良好的抑制性.控制器存在的充分条件和具体参数通过求解线性矩阵不等式给出,计算简单.数值仿真结果表明所设计控制器的有效性.