二阶系统解耦中齐次Sylvester方程非奇异解求解

从数值代数的角度即基于系统解耦前后具有相同谱信息进行通解形式的构造,根据二阶系统中各个参数的特点对于齐次Sylvester方程分析得到其解的形式,根据解的形式通过对参数限制得到非奇异解,为求解齐次Sylvester方程的非奇异解问题找到了一种简便可行的方法,数值实验证明了该方法的可行性.     

Sylvester方程非奇异解的构造

对于基于Lancaster结构二阶系统的解耦问题,可以将求解解耦变换的非线性问题转化为求次Sylvester方程的非奇异解.然而,利用线性方程组的方法虽然可以求解这个问题,但是这样会产生误差以至于不能获得完全等价的解耦系统.利用齐Sylvester方程解的一种构造方法求解其非奇异解,即基于系统解耦前后具有相同谱信息进行通解形式的构造,并通过选取适当参数的方法得到一个非奇异解.为求解齐次Sylvester方程的非奇异解问题找到了一种简便可行的方法,数值试验证明了该方法的可行性.     

多输入线性系统极点配置问题的算法研究

极点配置是通过一个状态反馈矩阵的选取,使闭环系统的极点配置在希望的位置,从而使系统具有较满意的性能。对于多输入线性系统,状态反馈矩阵K的解不唯一,目前常用的设计方法都没有解决K的优化设计问题。将遗传算法引入基于Sylvester方程的算法中,优化反馈矩阵,仿真结果表明,该算法求出的反馈矩阵K优于其他各种方法。     

基于动态状态观测器的混沌系统同步设计的参数化方法

研究了在有界干扰情况下一类非线性反馈混沌系统的同步动态观测器设计问题。基于Sylvester矩阵方程的参数化解,给出了非线性反馈混沌系统的同步动态观测器矩阵的所有参数化表达式,其所含参量为混沌系统控制设计提供了全部自由度,可适当选择自由参量满足某些鲁棒性指标。最后,数值算例及其仿真结果表明本文所提非线性反馈混沌系统的同步动态观测器的参数化设计方法是简单有效的。     

一类二阶振动矩阵方程的求解

研究了一类二阶振动矩阵方程的求解问题,该方程在振动控制领域得到广泛应用。针对具有约当对角标准型的特征值情形,提出了一种求解该二阶振动矩阵方程的参数化方法。该参数化方法给出了该矩阵方程中两个未知矩阵的完全参数化表达式,其含有自由参量为二阶振动矩阵方程的解提供了全部自由度。最后,利用所提出的二阶振动矩阵方程的参数化方法对数值算例进行了求解,结果表明该参数化方法的简单和有效性。     

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。     

Sylvester矩阵方程组特殊解的H-表示解法

利用矩阵的H-表示方法研究Sylvester矩阵方程组的Hankel解和Toeplitz解。根据Hankel矩阵和Toeplitz矩阵的结构特点,利用H-表示将矩阵方程组转化为向量值方程,进而给出矩阵方程组在Hankel及Toeplitz约束下相容的充要条件及通解表达式,通过数值算例,说明H-表示方法的有效性和优越性。最后给出利用本文方法求解特殊时不变耦合矩阵方程Toeplitz解的例子。     

一类非线性矩阵二阶系统的反馈LPV化控制

针对一类非线性矩阵二阶系统提出了反馈LPV（linear parameter—varying）控制方法．当满足一定条件时,通过引入给定形式的非线性状态反馈将该类非线性系统化为polytopic LPV系统,进而可以采用LPV控制方法进行控制律设计．以hub—beam系统的SFOAC模型为例,通过非线性状态反馈将该模型转化为polytopic LPV系统,然后针对该系统设计线性状态反馈控制律实现区域极点配置,并把该控制律参数的求解转化为LMI约束下的凸优化问题．最后,数值算例验证了该方法的有效性．     

体上的Sylvester矩阵方程

通过使用体上矩阵三元组（C,A,B）的联合分解,本文给出了矩阵表达式A—BX—YC的极大和极小秩．作为应用,我们给出了体上的Sylvester矩阵方程BX＋YC=A的一个新的通解公式．利用这个通解公式,我们给出了解集合中解的极大秩和极小秩．     

基于特征结构配置的系统状态与输出控制

动态系统的反馈控制目的之一是获得期望的状态或输出动态特性.本文研究通过状态反馈特征结构配置使系统状态或输出实现这样的期望特性.首先通过矩阵的实约旦标准型与系统初值的选取获得系统状态不同的模态形式;然后给出状态反馈使系统特征根均为实根与含复根的实特征结构配置的参数化结果;进而在给定初值的情况下,通过调整特征向量矩阵的参数与新的输入获得系统状态或输出的期望特性.数值算例说明了所给的方法可以实现期望的状态或输出性能.     

弱双四元数广义Sylvester方程的混合解

利用矩阵半张量积、弱双四元数矩阵的复矩阵表示以及特殊矩阵的H-表示方法对弱双四元数广义Sylvester方程的混合解进行研究。利用H-表示方法提取特殊矩阵的独立元素，从而去除冗余。结合矩阵半张量积、弱双四元数矩阵的复矩阵表示将弱双四元数Sylvester方程转化为具有独立变量的复矩阵方程。由经典矩阵理论给出广义Sylvester方程存在混合解的充要条件及通解表达式。通过数值算例验证该方法的有效性。     

线性奇异系统的特征结构配置

讨论了线性时不变奇异系统经纯状态反馈配置特征结构的问题,在系统是正则束及强能控制的前提下,给出了可以配置给定特征结构的充分必要条件,由于采用了构造性方法的证明,当条件满足时,所需的反馈阵也是容易得到的。研究表明,可配置特征结构的“特征值－（广义）特征向量”对数不超过阵Ｅ的秩。     

二次型最优控制系统鲁棒特征结构配置设计

本文根据系统极点的鲁棒性与特征向量的关系,构造了一个以配置鲁棒特征结构为目标,以具有线性二次型最优控制为约束条件的最优化问题。解此最优化问题,即可得到具有鲁棒特征结构的二次型最优状态反绩。本算法无需首先确定二次型性能指标中的加权阵Q,R.由此算法确定的状态反馈阵所构成的闭环系统的极点,将位于设计者所指定的希望极点附近,并具有较强的鲁棒性。     

一类不确定非线性系统的鲁棒无记忆H∞控制器设计

文章处理了一类具有状态时滞,参数不确定性和具有有限能量干扰的非线性系统鲁棒H∞控制问题。以线性矩阵不等式的形式给出了这样一个控制器存在的充分条件。当这样的线性矩阵不等式是可解的,可以通过Matlab中的线性矩阵不等式工具箱很容易求得相应的控制器参数矩阵。最后数值例子阐述了推荐方法的可行性。     

线性系统的特征结构配置

本文讨论线性系统状态反馈的特征结构配置问题,给出可配置根系的必要充分条件,指出其结构特征,并用例子说明根系的选择过程及反馈矩阵的求法。     

Sylvester方程一般解的研究

应用分块矩阵的等价标准形,讨论了Sylvester方程AX+XB=C有唯一解的充要条件,并给出了该方程相容的显示一般解,从而推广了已有的结果。