用镜像映射方法求纯不稳定过程的鲁棒控制器

对于极点全部位于开右半平面的纯不稳定过程,通过配置左半平面的零极点,使系统变成一般不稳定系统,然后通过镜像映射将成形后的不稳定过程转换成最小相位系统,最后用闭环增益成形算法直接根据鲁棒性能指标的奇异值曲线形状用闭环系统具有工程意义的参数构造出鲁棒控制器,故该控制器对成形后的不稳定过程同样具有鲁棒性。仿真结果表明系统的鲁棒性能良好。     

具有对偶极点的不稳定过程的鲁棒控制

为了进一步完善不稳定系统的鲁棒控制器设计方法,将具有对偶极点的不稳定过程分成纯不稳定过程与一般的稳定过程两部分,对于纯不稳定过程采用先成形再镜像映射的方法,而对于一般的稳定过程则基于极点对消原则直接设计控制器,最后用闭环增益成形算法求解鲁棒控制器。将所设计的鲁棒控制器应用于磁浮列车的悬浮控制中,从仿真结果可以看出,控制效果可以达到小超调(<8%)、无静差、调节时间快(<0.1 s)、对模型摄动具有鲁棒稳定性。     

求PID参数新方法

根据闭环频谱要求 ,给出一种新的基于闭环增益成形的PID参数求解方法。该算法避免了常规H∞控制算法中权函数的选择而对系统进行闭环增益成形 ,其核心是确定闭环系统传递函数的最后希望的形状 ,用闭环系统具有工程意义的参数直接构造出鲁棒PID控制器 ,从根本上保证了设计出的控制器具有良好的鲁棒性和鲁棒稳定性。其求解过程简单 ,物理意义明显。     

闭环增益成形算法用于船舶非线性模型控制

闭环增益成形算法根据闭环频谱及灵敏度函数所希望的形状,用最大奇异值、带宽频率、频谱峰值和高频渐近线斜率4个具有工程意义的参数构造出鲁棒控制器。采用响应型船舶运动非线性数学模型,设计基于闭环增益成形算法的鲁棒控制器,然后在Matlab的Simulink下进行系统仿真。仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的鲁棒性能,施舵合理。     

用闭环增益成形算法的精馏塔鲁棒控制

给出了MIMO系统的闭环增益成形算法,将之应用于精馏塔的控制中,取得了良好的控制效果和鲁棒稳定性。文献［6］给出的回路成形控制器与本文的一阶闭环增益成形控制效果相同,文献［6］评价该法的不足之处是闭环系统的鲁棒性能稍差,该缺点可用本文的二阶或三阶闭环增益成形控制器加以克服。该算法的优点是设计过程简单,物理意义明显。     

VTOL直升机的鲁棒非脆弱H∞控制

针对含有飞行时滞的垂直起飞着陆(VTOL)直升机系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,设计了考虑加性控制器增益摄动的时滞相关鲁棒非脆弱H∞控制器.利用描述系统变换,得到了状态反馈鲁棒非脆弱H∞控制器存在的充分条件.在无控制增益摄动的情形下,读控制器能够允许更大的飞行时滞.引入凸优化算法,求解使闭环系统渐近稳定且干扰抑制水平最小的最优控制器参数.仿真结果表明所设计的控制器具有良好鲁棒性和非脆弱性.     

基于广义输出反馈的奇异大系统分散鲁棒H∞控制

针对奇异大系统,研究其分散鲁棒H∞广义输出反馈控制问题。基于有界实引理将存在分散鲁棒H∞广义输出反馈控制器的条件归结为一组矩阵不等式,采用同伦迭代算法求解分散鲁棒H∞广义输出反馈控制器,使闭环大系统鲁棒稳定,并满足给定的H∞性能指标。最后用数值例子说明了该设计方法的有效性。     

时滞广义区间系统的H∞鲁棒弹性控制

研究了一类时滞广义区间系统的H∞鲁棒弹性控制问题。研究该问题的目的是设计状态反馈弹性控制器,使得闭环系统是鲁棒稳定的,同时具有H∞范数界。分别对控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动研究了弹性控制器的设计问题。该问题通过对系统进行广义二次能稳定且具有H∞范数界的研究而得到解决。控制器的设计可以通过求解一组线性矩阵不等式(LMI)得到。最后,数值例子说明了方法的有效性。     

基于改进H∞算法的电动转向控制系统仿真研究

首先对电动助力转向系统（EPS）进行了建模、分析及合理的简化。根据该系统特性,选择基于H∞的控制方法。在对S/T奇异值曲线的深入观察和研究的基础上,提出一种根据系统频域关键参数先构造闭环函数然后反推出系统控制器的方法。EPS系统频谱分析及干扰和模型参数摄动下的仿真结果表明,该方法设计的控制器简单有效,具有很好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。     

精馏塔极小极大鲁棒非脆弱控制的研究

将极小极大控制器的设计应用于精馏塔模型。考虑系统和控制器同时含有不确定性,利用线性矩阵不等式(LMI)处理方法和Lyapunov稳定性理论,设计了鲁棒且非脆弱的极小极大控制器。考虑不确定性对系统破坏最大的情形,分别给出含有加性和乘性干扰增益的控制器存在条件。引入凸优化算法,求解使闭环系统渐近稳定且性能指标上界最小的最优控制器参数。仿真结果表明所设计的控制器具有良好的鲁棒性和非脆弱性。     

简化稳定广义预测控制算法

讨论了一种简化的无穷广义预测控制算法,算法在被控对象稳定的条件下可以保证闭环系统的稳定性.使用收缩原开环系统极点的方法使原系统稳定,然后针对这个稳定广义系统推导了无穷广义预测控制率,理论分析证明可以保证开环不稳定系统的闭环稳定性.该算法可以得到控制率的显式解,不用递推求解Diophantine方程,大大减小了过程计算量,具有一个意义明确的可调参数,适用于不稳定,非最小相位和纯滞后系统.对几类不稳定过程的数值仿真结果说明了该方法的有效性.     

具有航向保持非线性的舵鳍非线性鲁棒控制

针对给定的线性舵鳍联合系统,考虑船舶航向保持的非线性,建立了一个舵鳍联合系统的非线性数学模型,然后采用精确反馈线性化对该非线性模型进行线性化,最后基于闭环增益成形算法设计出非线性鲁棒控制器.通过Matlab的Simulink工具箱分别对6级风浪和8级风浪作用下考虑舵机、鳍机特性的非线性舵鳍联合控制系统进行仿真,仿真结果表明所设计的控制器在保持航向控制的同时,能达到较好的减摇效果,并且该控制器具有较强的鲁棒性.本研究具有设计简单、物理意义明显的优点.     

基于神经网络的一类非线性系统的变结构控制

在已知名义系统的基础上 ,将小脑关节模型控制器 (CMAC)神经网络用于一类状态反馈可线性化的多输入多输出连续时间非线性系统的变结构控制中。利用自适应技术估计了估计误差的大小 ,减小了系统的不确定性 ,并利用模糊控制技术调整了变结构增益 ,改善了系统的性能。在很弱的假设条件下 ,应用Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统内的所有信号为均匀最终有界。算法在导弹控制系统中的应用进一步证明了本文方法的有效性。     

不确定离散广义系统的保成本控制

针对一类具有范数有界时变参数不确定性的离散广义系统和二次成本函数,研究保成本控制律的设计问题。利用李雅普诺夫稳定性理论,得到了不仅使得闭环系统鲁棒二次稳定,而且闭环成本函数不超过某个确定上界的保成本控制存在的充分必要条件,并通过求解一个里卡蒂不等式给出了最优控制律的设计方法,最后通过数值例子说明方法的可行性。     

一种基于H∞理论的滑模变结构控制器设计

为避免未建模误差对系统性能的影响,采用滑模面的频域整形方法提出了一种基于Ｈ∞理论设计滑模面的变结构控制器,并将其运用到一泵控马达伺服系统中。仿真结果表明这种控制器对建模误差有很强的鲁棒性。     

增益调度积分型切换项滑模控制器设计

针对一类不确定离散系统,提出了一种增益调度积分型滑模控制器,并分析其鲁棒H_∞性能。首先,通过状态扩维,得到含有输出误差积分项的离散模型,并利用理想滑模运动性质得出滑模等效控制律,利用输出误差积分项设计增益调度滑模补偿控制律。然后,将滑模闭环控制系统等效为切换系统,基于切换系统相关理论推导了滑模控制参数与闭环控制系统的二次稳定性、鲁棒H_∞性能指标的关系。最后,通过对不确定项和非线性项的处理得到线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI),再求解该不等式,得出满足控制性能要求的滑模控制参数。仿真实验中分析了控制算法的暂态性能和扰动抑制能力,证明了该方法的有效性。