TCSC的自适应鲁棒H_∞控制

研究了含有参数不确定性及外部扰动的TCSC(thyristor controlled series compensation)单机无穷大母线系统的鲁棒H∞控制问题,使用自适应backstepping方法及Lyapunov方法构造出系统的存贮函数,同时设计出鲁棒H∞控制器及参数替换律.在内部扰动中同时考虑了阻尼系数不易精确测量和发电机电势不可直接测量的影响.该控制器不仅保留系统的非线性特性和对未知参数的实时在线估计,而且能够有效抑制干扰对系统输出的影响.仿真结果表明,所设计的控制器能够快速抑制振荡,保证单机无穷大系统的暂态稳定.     

变速恒频双馈风电系统的H2/H∞混合控制

针对外界未知扰动、随机变化的风速等不确定因素,建立了变速恒频双馈风电系统小信号改进数学模型,该模型解决了原风电模型中存在的部分耦合和非线性问题。基于H_2/H_∞混合控制算法,设计变速恒频双馈风电系统状态反馈控制器。通过求解Riccati方程得到H_2/H_∞混合控制问题的解。该控制器在保证系统具有一定鲁棒性的前提下,使控制效果得到改善。以某工况下的实际工程参数为基础,通过仿真,验证了该控制方法的有效性。     

非线性系统预设有限时间有界H∞容错控制

针对一类具有外部扰动的严格反馈非线性系统,研究系统的预设有限时间有界H_∞容错控制问题,提出一个新的预设有限时间性能函数,进一步改进约束控制性能。结合反步法和有界H_∞设计思想,给出一种预设性能有限时间有界H_∞容错控制器设计方案,解决非线性系统在有界稳定情况下的H_∞控制设计问题。所设计的控制器能够保证跟踪误差,以预先设定的暂态和稳态性能在有限时间内收敛到平衡点附近的小邻域内,并且具有H_∞干扰抑制性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

四旋翼飞行器系统的自适应神经网络有界H∞跟踪控制

针对有外部扰动的四旋翼飞行器系统,采用backstepping方法解决四旋翼飞行器系统在有界稳定情况下难以实现的H_∞跟踪控制问题.考虑各子系统间的耦合项、空气阻力和外界干扰对四旋翼飞行器系统产生的影响,设计四旋翼飞行器系统的自适应神经网络有界H_∞跟踪控制器.仿真结果表明：设计的控制器能保证四旋翼飞行器系统较精确地跟踪参考轨迹,且对外界干扰具有有界H_∞抑制性能.研究结果能为四旋翼飞行器系统的抗干扰设计提供理论指导.     

基于动态输出反馈控制器的时滞Lurie控制系统的H_2/H_∞混合控制

对于一类时滞Lurie控制系统,利用Lyapunov-Krasovsklii泛函、线性矩阵不等式(LMI)方法、变量替换法和Schur补引理研究了该系统的动态输出反馈H_2/H_∞混合控制的分析与设计方法,给出了该系统是渐近稳定的,具有H_∞性能、H_2性能和动态输出反馈H_2/H_∞混合控制器存在的一个充分条件,并通过数值例子验证了所提设计方法和所得结论的正确性.     

基于H∞混合灵敏度控制的EPS操纵稳定性研究

针对电动助力转向系统存在的传感器噪声、路面干扰、参数摄动等不确定性,以及转向系统的多控制目标要求,设计了一种基于H_∞混合灵敏度控制方法的EPS系统电流控制器.建立了能够体现装配EPS系统汽车助力特性和整车操纵稳定性能的综合模型,从而使评价EPS汽车综合操纵性能的指标更加全面和符合实际.仿真与分析结果表明,所设计的控制器不仅能够保证满意的路感、良好的操纵稳定性能,而且可以有效抑制传感器噪声和路面干扰的影响,从而提高了系统的性能鲁棒性和稳定鲁棒性.     

非线性扰动的时滞广义大系统的鲁棒稳定与H_∞控制

针对一类非线性扰动的时滞广义大系统,研究其鲁棒H∞混合反馈控制器的设计问题.基于有界实引理,应用线性矩阵不等式方法,构造Lyapunov函数,进而得出条件使得不确定广义大系统渐进稳定并且可以解得H∞混合控制器.求解对应的线性矩阵不等式(LMIs)可以得到所需的鲁棒H∞控制器,使在控制器作用下的闭环系统渐进稳定,且满足了一定的性能指标,并且抑制了干扰的影响.     

含时延的网络控制系统的H_∞保性能控制器设计

本文综合考虑外界噪声输入和网络诱导时延的影响,研究了网络控制系统的H_∞保性能控制问题。基于网络传输环境,首先将含时变时延的网络控制系统建模成一类带有时变参数的闭环离散系统。接着,使用Lyapunov理论,推导了H_∞保性能指标存在的条件,并采用线性矩阵不等式(LMI)原理,提出了H_∞保性能控制器的设计方法。最后,通过仿真实验表明,该H_∞保性能控制器能有效地提高网络控制系统的鲁棒性,并能维持系统的保性能指标,从而证明了此方法的有效性和可行性。     

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.     

基于LMI的4WS-4WD车辆H_∞鲁棒控制器设计

基于线性矩阵不等式(LMI)设计了H_∞鲁棒最优控制器以及H_∞鲁棒非脆弱控制器.通过两自由度(2-DOF)车辆模型推导并建立H_∞鲁棒控制系统,此外,定义系统摄动并对摄动矩阵进行分解,进而利用线性矩阵不等式求解控制器.仿真结果表明,H_∞鲁棒最优控制器对侧偏角及横摆角速度的控制效果显著优于LQR控制器.同时,在控制器存在摄动及对侧偏角及横摆角速度进行控制的情况下,H_∞鲁棒非脆弱控制器的鲁棒性能显著优于普通鲁棒H_∞控制器.因此,H_∞鲁棒最优控制器解决了普通鲁棒H_∞控制器控制性能差的问题,H_∞鲁棒非脆弱控制器则解决了普通H_∞鲁棒控制器对参数变化敏感的问题.     

不确定变时滞系统的非脆弱保性能H∞控制

针对一类不确定变时滞系统,研究了其非脆弱保性能H∞控制问题.利用Lyapunov泛函和线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)方法,分别对控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动2种情形进行了讨论,得到了系统存在非脆弱保性能H∞控制律设计的充分条件,并且基于此条件给出了控制器的设计方法.仿真结果表明,控制器对变时滞和不确定参数具有鲁棒性,且对扰动具有很好的抑制能力.     

不确定离散广义时滞系统的混合H_2/H_∞优化控制

基于LMI方法进行了不确定离散广义时滞系统的混合H_2/H_∞优化控制问题的研究.混合H_2/H_∞优化控制的目的是:设计混合H_2/H_∞控制器,在满足闭环系统的容许性及H∞范数界的同时,极小化H2性能指标.给出了该控制器存在的一个LMIs的充分条件.     

基于H∞ 控制的单机无穷大电力系统输出反馈控制器设计

为了采取有效控制策略以提高电力系统的稳定性,研究了基于单机无穷大(single-machine infinite-bus,SMIB)电力系统的H_∞输出反馈控制器设计问题。首先,基于电力系统基本方程建立了SMIB电力系统状态空间数学模型;接着,研究了输出反馈H_∞控制问题求解方法;最后,基于具体的SMIB控制对象设计了H_∞输出反馈控制器。实例仿真结果表明,在系统受到脉冲扰动时,加入次优H_∞控制器的SMIB电力系统相对于未施加控制的电力系统其振荡幅度峰值从0. 177降为0. 002,响应达到稳态的时间从3 s减小到2 s,说明系统的稳定性更高。     

连续区间系统的鲁棒 H∞控制:LMI方法

研究了一类连续区间系统的鲁棒 H∞控制问题.首先基于一个等价变换,将区间系统转换为一个具有时变参数不确定性的线性系统.然后利用线性矩阵不等式(LMI)方法讨论了系统的鲁棒稳定性以及扰动衰减度,得到检验该类系统鲁棒稳定且具有 H∞性能γ的新的充分条件,用同样的方法得到系统鲁棒镇定且具有 H∞性能γ的判定条件,并设计了系统鲁棒 H∞状态反馈控制器.通过求解一个凸优化问题,还可以得到该区间控制系统最优的扰动抑制水平及相应的鲁棒 H∞状态反馈控制器.所得结果均以LMI的形式给出,求解方便.最后通过仿真算例验证了本文结果具有更小的保守性.     

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.     

时滞分布参数切换系统的H∞控制

针对一类时滞分布参数切换系统的H_∞控制问题进行了研究。通过构造适当的Lyapunov函数,结合poincare不等式、线性矩阵不等式(LMI),给出了闭环系统渐近稳定的充分条件并设计了H_∞状态反馈控制器和切换规则。和已有的分布参数系统的结果比较,考虑了分布参数系统中拉普拉斯算子的系数对系统性能的影响。所得结果是已有时滞分布参数系统H_∞控制结论的推广。最后通过数值例子说明该设计方法的有效性。     

分散H_2/H_∞鲁棒控制的LMI方法

应用线性矩阵不等(LMI)方法研究大系统分散 H_2/ H_∞ 控制问题。首先描述了分散H_2/ H_∞状态反馈控制问题,然后提出了存在分散H_2/ 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(ILMI)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H_2/ 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的应用。     

直流变换器的区域极点配置鲁棒PID控制算法

为提高直流变换器对干扰及不确定因素的鲁棒性,提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒PID控制器算法.PID控制器的参数应用区域极点配置(RPA)的方法来整定.考虑受控系统需对干扰具有鲁棒性,将PID控制和H_∞控制相结合,以LMI形式给出H_∞PID控制器的可解性条件.设计的控制器使得闭环系统满足闭环极点分布在指定区域内以获得期望的动态特性,以及对外部噪声的抑制具有最大H_∞鲁棒性能界.此外,该控制器设计方法也可应用于参数不确定的多胞型直流变换器系统.Buck变换器的确定和不确定系统的仿真实验验证了该控制算法的正确性和有效性.     

永磁直线电机的H∞鲁棒控制系统设计

对矢量控制的永磁直线同步电机构成一个三环系统.为了克服不确定性因素和各种扰动对系统的影响,提高系统的鲁棒性能,在速度环和电流环内设计了H∞状态反馈控制器.将系统设计转化成H∞标准设计问题,然后通过求解线性矩阵不等式设计H∞状态反馈控制器.仿真结果表明,与常规的比例积分调节比例积分调节(PI)控制相比较,提出的控制策略使系统响应速度快,对扰动抑制能力强,对参数变化不敏感,具有较强的鲁棒性和伺服性能.     

高空作业车俯仰关节混合灵敏度控制器设计

针对高空作业车工作斗载荷的变化以及其俯仰机构中电液伺服系统参数变化所引起的系统难以控制的问题,运用混合灵敏度的方法设计了H_∞鲁棒控制器,包括权函数的选择以及广义系统的构建。应用SimulationX环境下建立的高空作业车模型对控制器进行仿真验证,结果表明了H_∞混合灵敏度的控制方法可以有效的削弱工作斗载荷以及系统参数变化对系统控制的影响。