基于LMI的直升机鲁棒飞行控制及仿真研究

研究了直升机在低速飞行时的鲁棒飞行控制器设计及直升机飞行控制系统的仿真验证问题,以ADS－33D水平1操纵品质要求为设计目标,通过选择适当的加权函数矩阵,采用基于线性不矩阵等式（LMI）的H∞控制器设计方法,设计了UH－60A直升机在低速飞行时的鲁棒控制器。仿真结果表明,所设计的直升升机飞控制的系统具有鲁棒性,达到给定的ADS－33D水平1操纵品质要求。     

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.     

H∞鲁棒滤波器与Kalman滤波器的对比

通常Kalman滤波技术应用得比较广泛 ,然而在系统模型和噪声统计特性存在不确定性的条件下 ,Kalman滤波的应用就受到了一些限制。H∞ 滤波可有效地解决Kalman滤波所遇到的问题 ,不仅估计精度高 ,而且还具有鲁棒性。简要介绍了H∞ 滤波技术和Kalman滤波技术 ,设计了H∞ 鲁棒滤波器和Kalman滤波器 ,并分 3方面对二者的性能进行了比较分析。     

基于改进平衡法的直升机降阶H∞控制器设计

直升机控制器的阶数往往较高,在保证闭环性能的情况下如何尽可能地降低控制器阶数,是有待解决的问题.首先提出一种改进的平衡法,将它与奇异值分解法结合应用于UH-60A直升机17阶线性化标称模型的25阶H∞控制器,与遗传算法、Schr均衡实现法和最优Hankel-范数法相比,提出的方法有更好的降阶效果.     

四辊轧机电液IGC系统鲁棒H∞控制器设计

针对某四辊冷轧机，建立了其二自由度机架．辊系动力学模型，并进一步建立其电液IGC（IngapGaugecontr01）闭环控制系统模型．考虑此电液IGC模型的参数不确定性，利用H∞混合灵敏度简化算法设计了辊缝闭环控制器．仿真研究结果及与常规PID控制效果的比较表明，所设计的控制器对于电液伺服系统的参数不确定性具有很好的抑制性能，提高了电液IGC系统的动态性能和稳定性。     

基于参数相关Lyapunov函数的鲁棒H2/H∞控制

研究凸多面体不确定连续系统的鲁棒H2/H∞优化控制问题。为降低设计的保守性,提出一种具有参数相关Lyapunov函数的鲁棒H2/H∞性能准则。基于该性能准则,推导出鲁棒H2/H∞状态反馈控制器存在的充分条件,并以双线性矩阵不等式（BMI）的形式给出。给出了用于鲁棒H2/H∞控制器优化设计的迭代线性矩阵不等式（ILMI）算法。对某卫星姿态控制系统的仿真结果表明了该方法的有效性。     

电动汽车再生制动H∞鲁棒控制仿真研究

分析了当前几种电动汽车再生制动方式的不足，为防止过大的充电电流对蓄电池造成损害，提出了以蓄电池充电电流为控制对象的再生制动方案。另外，根据电动汽车电机反电动势、电池电压、道路状况，以及初始车速有较大范围变化的特点，设计了电动汽车再生制动H∞鲁棒控制器，并利用SIMULINK建立了电动汽车再生制动系统模型以进行不同条件下的仿真研究，结果表明H∞鲁棒控制器比传统的PI控制器具有更好的稳定性、更强的鲁棒性和抗干扰能力。     

基于扰动补偿的伺服系统H∞优化设计与仿真

针对双轴伺服系统中存在较强的内部不确定性和外部干扰的特点,建立了系统的不确定性数学模型.在此基础上,提出基于扰动补偿的鲁棒两自由度H∞控制器的设计方法,并利用MATLAB软件对系统进行优化设计与仿真.设计与仿真结果表明:该控制器具有好的鲁棒性,解决了伺服系统性能要求和鲁棒稳定性要求两者之间的综合平衡问题,并获得了良好的扰动解耦效果.     

基于鲁棒观测器结构的直升机飞控系统设计

针对直升机复杂的动力学特性和日益严格的操纵品质要求,应用二自由度H∞回路成形法设计了直升机鲁棒飞行控制系统。该方法有效地将定量操纵品质指标结合到设计中,使控制系统能同时满足性能及稳定鲁棒性的要求,而且还具有明确的观测器加状态反馈控制结构,便于进行增益调节以实现大飞行包线控制。最后以某型直升机为设计对象,在典型的飞行状态点各自设计了鲁棒控制器,并进行了大飞行包线仿真验证,取得了满意的仿真结果,证明了该方法的有效性。     

网络化控制系统鲁棒H∞观测器-控制器设计

研究一类网络化控制系统的鲁棒H∞观测器-控制器的设计问题。假设网络化控制系统的网络诱导时滞是时变的、不确定的,且小于一个传感器采样周期,将此类网络化控制系统的广义被控对象建模为一类不确定离散系统,进而对此不确定离散系统构造了观测器以及控制器。然后利用鲁棒H∞控制理论以及线性矩阵不等式(LMI)方法,推导出了该不确定离散系统渐近稳定并且满足给定的H∞性能指标的充分条件。根据此充分条件,通过求解一个代数Riccati方程以及线性矩阵不等式,很容易设计出了系统的观测器以及控制器。最后给出一个具体的数值和仿真实例说明了此设计方法是有效的。     

自动跟踪同期控制系统低阶H∞鲁棒控制器设计

依据交互投影原理 ,就低阶H∞ 鲁棒控制器设计问题提出了一种具体实现算法 ,进而将其应用于某变频调速电动 发电机组自动跟踪同期控制系统的鲁棒控制器设计。由该算法得到的低阶H∞ 鲁棒控制器所构成的闭环系统性能与全阶控制器相比无明显差别 ,特别是主要性能指标 ,如快速跟踪、无超调及解耦等全与阶控制器基本相同。     

直升机航向鲁棒保性能控制

针对具有时变不确定性且不确定性界为椭球的线性系统提出了一种新的具有自适应机制的鲁棒保性能控制器设计方法.首先,引入一个具有可由自适应律在线调整的可调参数的目标模型,通过该参数来保证由目标模型与被控模型所获得的误差系统渐近稳定.结合保证目标模型稳定性的设计,最终形成保证闭环系统稳定且控制器增益仿射依赖于可调参数的鲁棒保性能跟踪控制器.应用于安装在试验平台上的小型直升机航向控制中,仿真试验表明了该方法的有效性.     

不确定模糊时滞系统的鲁棒H∞滤波

研究了一类带有时滞的不确定离散时间模糊系统的鲁棒H∞滤波问题。模糊H∞滤波器的设计建立在T-S模糊模型上并能确保滤波误差系统的渐近稳定和给定的H∞性能指标。考虑了时滞的存在使得滤波器有更小的保守性,由线性矩阵不等式（LMI）给出滤波器存在的充分条件。最后,仿真算例验证了给出方法的有效性。     

磁悬浮系统的鲁棒切换控制方法

考虑磁悬浮非线性系统在质量变化和空气间隙大范围变化情况下的空气间隙控制问题。将空气间隙的变化区域分为若干小区域，再对每个小区域设计动态输出反馈鲁棒控制器，并将控制器设计问题转化为H∞控制器综合问题，控制器根据气隙所处的区域进行切换，使得系统在空气间隙大范围变化区域内保持稳定，并对质量和气隙变化具有鲁棒性。这种切换控制方法克服了采用非线性系统反馈线性化方法和滑模控制方法设计的控制器需要空气间隙变化速度信息的缺点及反馈线性化方法对参数变化鲁棒性差的不足，降低了系统复杂性，提高了系统的性能。     

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。     

不确定离散时滞系统的鲁棒H∞滤波与仿真

研究了一类不确定离散时滞系统的鲁棒H∞滤波问题，其中不确定性存在于系统的状态矩阵和输入矩阵当中，且满足范数有界条件，对于所有容许的参数不确定性，构造一个线性滤波器，使得滤波误差系统渐近稳定且满足一定的H∞性能指标，给出了滤波器存在的充分条件，并通过矩阵变换得到了设计滤波器的LMI方法。 为了使得滤波器具有良好的稳态性能，本文考虑了LMI的优化问题。通过求解一组LMI，可以得到最优滤波器。最后，仿真结果很好地说明了本文方法的有效性。     

无人旋翼飞机鲁棒姿态控制律设计

介绍了小型无人旋翼飞机飞行控制系统的鲁棒姿态控制内回路控制律设计.以直升机为裁机平台,利用的试验数据通过PEM方法可以辨识出飞机模型.基于H∞理论设计了内回路鲁棒姿态控制律.仿真结果表明,在存在传感器噪声和模型误差的情况下,所设计的控制律满足了设计要求,针对建模不确定性具有一定的鲁棒性.     

多智能体网络一致性鲁棒H_∞控制问题

研究了具有不确定性的、定拓扑、无向图多智能体网络的一致性问题,采用鲁棒H∞控制的方法,得到了使各智能体渐近一致并满足干扰衰减性能指标的条件。最后,通过数值仿真验证了所得结论的有效性。     

基于遗传算法的鲁棒H_∞控制系统设计

提出了一种基于遗传算法的H∞ 控制系统设计方法 ,把控制系统的多个设计目标转化成不等式约束 ,将H∞ 控制器设计中加权阵的选取表示成一个多目标优化问题 ,通过遗传算法优化加权阵参数 ,进而找到同时满足给定的频域和时域性能指标要求的H∞ 控制器。以UH - 6 0A直升机为对象 ,采用此方法设计出了直升机的鲁棒飞行控制器 ,使得所设计的直升机飞行控制系统不仅具有鲁棒性 ,而且满足所有给定的性能指标要求。     

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。