基于T-S模糊模型的混沌系统鲁棒控制器设计

研究具有参数不确定混沌系统基于T S(Takagi Sugeno)模糊模型的鲁棒控制器设计。首先利用IF THEN模糊规则把不确定非线性系统的状态空间分成不同的区域,构建具有参数不确定性的T S模糊模型;然后提出使得系统在平衡点渐近稳定的鲁棒模糊控制器设计。该方法通过解一组线性矩阵不等式分别设计局部控制器,通过并行分布补偿的方法设计T S模糊系统的鲁棒控制器,渐近稳定性的条件更为宽松,能够有效降低鲁棒控制器设计的保守性。最后以Lorenz混沌系统为例,研究混沌系统的鲁棒控制器设计,仿真研究结果表明所设计的鲁棒控制器对参数不确定Lorenz混沌系统具有良好的控制效果。     

基于鲁棒最优方法的无人机动态投影控制

以某型大展弦比无人机为研究对象,设计了基于鲁棒最优理论和动态投影方法的补偿控制器。首先采用鲁棒伺服线性二次型调节器方法,通过全状态反馈构建满足最优性能指标的参考系统,然后采用输出反馈和动态补偿器替代全状态反馈,重构出具备参考系统全部最优特征结构的动态投影控制系统。重点阐述了通过动态投影控制方法进行系统极点配置的具体步骤,并分析了动态补偿器的自由矩阵参数对系统稳定性的影响。仿真结果表明,与常规比例-积分-微分控制方法相比,所设计的动态投影控制系统具有更强的稳定性与更好的瞬态响应特性。     

不确定时滞系统的区间时滞相关鲁棒镇定

研究了时间滞后满足区间变化的线性连续系统鲁棒镇定问题。采用Lyapunov-Krasovskii稳定性分析方法,给出了区间时滞依赖系统的状态反馈设计稳定解。进一步研究参数化不确定性情况下,区间时滞依赖系统的鲁棒稳定性判据和鲁棒状态反馈控制器设计方法。最后,通过仿真算例比较,验证了此方法的有效性。     

时间滞后系统鲁棒控制方法及在飞控中的应用

给出了一种时间滞后系统的鲁棒控制方法。通过对系统鲁棒稳定性条件不等式的等价变形，得到了该不等式可解的条件并且大大简化了不等式；从而得到了包含复极点的时间滞后系统的鲁棒稳定性判据。针对系统具有多个时间滞后问题，运用系统单个滞后的鲁棒稳定性不等式判据，给出了包含复极点的简明鲁棒稳定性判别式。该方法接近于普通的状态反馈设计，便于工程实现。飞行器控制设计的仿真计算结果表明，采用新方法可以得到满意的设计结果。     

Delta算子系统基于输出反馈的鲁棒协方差控制

研究Delta算子描述的线性不确定系统基于输出反馈的鲁棒协方差控制问题,即设计输出反馈控制器,使Delta算子不确定系统鲁棒稳定,且稳态输出协方差矩阵具有给定上界。利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出Delta算子不确定系统输出反馈鲁棒协方差控制器存在的充分条件,并在此基础上,提出Delta算子不确定系统输出反馈鲁棒协方差控制器设计算法。数值算例表明设计方法的可行性。     

严格耗散广义系统的鲁棒性分析与控制

考虑不确定广义系统的鲁棒耗散性分析与控制,其中各不确定参数矩阵具有线性分式形式。针对确定广义系统建立耗散性与正实性之间的等价关系,将不确定广义系统的鲁棒耗散性分析与控制转化为确定广义系统的耗散性分析与控制,利用线性矩阵不等式,给出了不确定广义系统鲁棒严格耗散的充要条件及状态反馈鲁棒严格耗散控制器的设计方法。通过一个数值算例说明所给设计方法的有效性。     

非线性关联大系统的鲁棒观测器研究

本文研究一类含有参数不确定性的非线性关联大系统的鲁棒状态观测器设计问题，设计了一种非线性鲁棒状态观测器，并证明了状态误差按指数渐近收敛到零。最后给出了一个数值算例，说明了本文的结论及鲁棒状态观测器的设计方法。     

T-S模糊时滞系统的鲁棒无源控制

基于Lyapunov稳定性理论,时具有参数不确定性的T-S模糊时滞系统的鲁棒稳定性和无源性进行了研究.具有参数不确定性的T-S模糊模型可以任意精度近似连续非线性不确定系统.假设系统中的参数不确定性是范数有界的.运用Lyapunov稳定性理论给出了鲁棒无源控制器存在的充分条件.通过解一组线性矩阵不等式(LMIs),可直接获得鲁棒无源控制器.所设计的鲁棒无源控制器能够保证对于T-S模糊时滞系统中所有的参数不确定性,闭环系统都是鲁棒稳定的并且是严格无源的.并且,通过求解带有约束条件的线性矩阵不等式问题,可以设计出具有最大耗散率的鲁棒无源控制器.数值例子验证了所提出设计方法的有效性.     

部分转移概率未知的Markov跳变系统鲁棒故障检测

针对部分转移概率未知的Markov跳变系统,研究了其鲁棒故障检测问题,设计了该系统的线性全阶鲁棒故障检测观测器。将自由连接权矩阵引入鲁棒故障检测观测器系统进行证明推导,极大地降低了固定连接权矩阵带来的保守性。通过构造Lyapunov函数,推导得出一系列线性矩阵不等式以确保鲁棒故障检测观测器系统随机渐近稳定。在此基础上,证明并给出了观测器存在的充分条件。进一步,优化所设计的观测器。数值仿真表明,所设计的鲁棒故障检测观测器不仅对故障具有较高的灵敏度,而且能确保对未知干扰输入有较强的鲁棒性。     

非线性扰动离散广义时滞系统的鲁棒H∞控制

研究了扰动是满足Lipschitz条件的一类非线性离散广义时滞系统的鲁棒H_∞控制和鲁棒H_∞保性能控制问题。目的是设计系统的鲁棒H_∞控制器和鲁棒H_∞保性能控制器。应用线性矩阵不等式方法,分别给出了系统的鲁棒H_∞控制器和鲁棒H_∞保性能控制器存在的充分条件;并在这些条件可解时,分别给出了鲁棒H_∞控制器和鲁棒H_∞保性能控制器的表达式。最后用例子说明了所给方法的应用。     

带钢热连轧活套系统的H∞控制及仿真研究

针对一类线性不确定系统,基于Riccati方程,给出了系统的鲁棒H∞控制器存在的条件。并采用H∞控制对热连轧活套多变量控制系统进行设计。通过建立了相应的数学模型,在存在参数摄动的情况下,设计了鲁棒H∞控制,使得系统在参数摄动和外界干扰下仍具有鲁棒性能好,抗扰动强等优点。最后,通过与LQ控制仿真结果比较,验证了分析、设计以及控制的有效性。     

一类不确定非线性系统的鲁棒输出跟踪控制器

研究了一类不确定非线性系统的鲁棒输出跟踪问题 ,目的是在未满足不确定性匹配条件的情况下设计精确跟踪参考轨迹的状态反馈控制器。为了补偿不确定性 ,将鲁棒输出跟踪控制器的设计问题转化为最优控制器的设计问题。证明了鲁棒输出跟踪问题的解可通过最优控制的解而得到 ,通过仿真说明了这种设计方法是行之有效的。     

线性矩阵不等式及其在控制系统中的应用

详细综述了LMI在控制系统中的发展现状和应用,主要涉及了不确定系统的鲁棒性能和鲁棒稳定性、不确定系统的鲁棒控制器设计、LMI在时滞系统中的应用及存在的问题、不确定系统的鲁棒滤波应用状况、不确定系统的模型验证应用等,并分析了基于LMI方法的变结构控制、极点配置、模糊控制等其它相关内容.给出了上述控制问题的LMI描述及相关求解方法,最后并指出了LMI进一步的应用研究方向.     

一类不确定Markov跳跃系统的鲁棒跟踪与模型跟随

讨论了一类不确定Markov跳跃线性系统的鲁棒跟踪与模型跟随问题。通过构造一组非线性鲁棒状态反馈跟踪控制器来跟踪给定的动态信号,该控制器确保系统当T→∞时是以扰动衰减系数γ鲁棒随机稳定的,且跟踪误差有界。最后给出算例说明了所设计的鲁棒跟踪控制器的性能。     

三自由度直升机奇异系统鲁棒控制

研究了三自由度直升机奇异系统的鲁棒控制。首先提出了三自由度直升机奇异系统问题,然后基于状态空间方法建立三自由度直升机的线性动力学系统模型,并详细分析了系统的鲁棒稳定性,推导并证明了奇异标称自治系统鲁棒渐进稳定的条件。提出了基于线性矩阵不等式（LMI）的鲁棒H∞状态反馈控制器设计方法。仿真及实验结果表明了该方法的有效性。     

一类多输入非线性系统的切换控制

研究了一类具有结构不确定性的多输入非线性级联系统的鲁棒不变切换控制问题.控制思想是首先通过鲁棒无源性技术来镇定线性子系统,再借助切换控制技术得到系统轨迹对于指定区域的正不变性,从而得到了该类系统鲁棒不变切换控制的充分条件.在适当的假设下,得到了系统的半全局渐近稳定.设计中无需ISS假设或非线性项的线性增长条件假设.仿真表明了设计方法的有效性.     

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。     

不确定二阶动力学系统的鲁棒特征结构配置设计

考虑了一类具有参数摄动的二阶动力学系统通过比例加微分反馈控制的鲁棒特征结构配置设计问题。首先利用定常二阶动力学系统的比例加微分反馈特征结构配置参数化方法提供的自由度,将鲁棒特征结构配置问题转化为具有约束条件的优化问题。在此基础上,给出了求解该优化问题的算法,即鲁棒特征结构配置算法。数值例子及仿真结果表明,该算法对参数摄动二阶动力学系统鲁棒性设计的简单及有效性。     

基于RBF网络的机械人鲁棒自适应控制与仿真分析

针对电机驱动机器人模型,设计了一种鲁棒自适应控制器.首先用动态RBF神经网络逼近机器人动态模型,然后设计了一个带积分器的滤波器,由滤波器系统推导出所需的理想输入电流,再以理想输入电流为目标设计电机控制器并得到最终控制律.基于Lyapunov稳定理论分析了鲁棒自适应控制器的稳定性,给出了稳定性充分条件.实例仿真结果表明,合理的选择控制器参数可使系统具有良好的动态特性和鲁棒稳定性.     

一类不确定非线性切换系统的鲁棒H∞控制

研究一类不确定非线性切换系统的鲁棒H∞控制问题.利用共同Lyapunov函数和凸组合技术,给出了由线性矩阵不等式表示的使闭环系统渐近稳定且满足鲁棒H∞性能的充分条件,设计了切换策略;最后给出了一个数值仿真实例表明结论的有效性.该结果对一类不确定线性切换系统的鲁棒H∞控制也成立.