非线性系统的T-S模糊建模与控制

研究了非线性系统的T-S模糊建模与控制问题，并应用到一级倒立摆的模糊建模中，采用并行分配补偿法（PDC）设计控制器，并用线性矩阵不等式（LMI）计算控制器参数，仿真验证建模正确，控制器简洁有效。     

基于T-S模型的非线性系统极小极大控制

研究一类非线性系统的极小极大鲁棒控制问题.针对含有不确定项的非线性系统,构造T-S模型,引入参数不确定项,使得模糊模型能够更精确逼近原系统.利用线性矩阵不等式(LMI)处理方法和Lyapunov稳定性理论,基于模糊状态观测器,得到极小极大输出反馈控制器存在的充分条件.引入凸优化技术,求得性能指标的最小上界以及最优极小极大鲁棒控制器参数.同时保证闭环系统在干扰和不确定性最大的情形下是最终一致有界的.最后以倒立摆为例的仿真结果表明所设计的控制器具有良好的鲁棒性及较大的吸引域.     

基于LMI的非线性系统PDC控制器设计方法

针对T-S模糊模型描述的非线性系统，提出了一种PDC控制器的直接设计方法。将闭环控制系统的稳定要求、性能指标及控制量约束条件统一到线性矩阵不等式的框架内，通过求解线性矩阵不等式族获得控制器参数。以倒立摆系统为例，对提出的设计方法进行了验证，仿真结果表明设计方法是有效的。     

基于参数化LMI的随机模糊系统H_∞控制

应用参数化线性矩阵不等式(PLMI)设计方法,推导了随机T-S模糊控制系统状态反馈H∞控制器存在的充分条件.利用非线性随机系统的Lyapunov稳定性理论,导出了PLMI成立的若干线性矩阵不等式(LMI)条件.最后通过数值例子说明了这种方法的有效性.     

非线性不确定时滞系统观测器型鲁棒无源控制

将无源性概念引入到非线性不确定时滞系统中,研究了带有时滞和不确定性的非线性系统的鲁棒无源控制问题.首先,利用多层神经网络近似代替系统中的非线性部分,采用线性微分包含(LDI)技术来线性化该非线性环节.其次,基于LDI模型,构造适当的状态观测器和反馈控制器,利用Lyapunov稳定理论,通过一定的矩阵变换,将设计问题转化为线性矩阵不等式(LMI)的可行解问题.从而使控制器的设计简单易行.接着,引入无源化的损耗指标,给出具有指定损耗指标的鲁棒无源控制器设计方法.最后以Lo-gistic混沌系统为例进行仿真试验,结果表明该设计方法的有效性.     

不确定关联时滞大系统鲁棒可靠控制设计方法

针对一类具有状态时滞和参数不确定性的不确定关联时滞大系统 ,提出了一种基于状态观测器的鲁棒可靠控制器设计方法。该方法通过求解一组线性矩阵不等式 (LMI) ,给出状态观测器和线性动态输出反馈控制器的设计方法。该控制器对于系统中任意容许的不确定性以及在每一个子系统中预先指定的执行器子集合执行器的失效 ,都可以镇定相应的闭环系统。通过仿真实验证明该设计方法的有效性。     

一类不确定大系统分散鲁棒H∞状态反馈控制

针对一类状态矩阵、控制矩阵及关联矩阵中存在数值界不确定性关联大系统,研究其分散鲁棒H∞状态反馈控制问题。基于有界实引理提出了存在分散鲁棒H∞状态反馈控制器的参数化定理和两种线性矩阵不等式(LMI)设计方法:直接LMI和迭代LMI,所获得的控制器具有块对角结构,使闭环系统稳定并且满足给定的H∞性能指标。最后用数值实例说明了该设计方法的有效性。     

参数不确定的广义T-S模糊系统的最优保成本控制

研究参数不确定的广义T-S模糊系统的最优保成本控制问题.对给定系统所容许的所有不确定参数,设计了状态反馈最优保成本控制器,使得闭环系统不仅渐近稳定而且具有最小性能指标上界.基于LMI处理方法,给出了该控制器存在的充分条件.通过矩阵分解把广义系统的非严格矩阵不等式约束转化为严格矩阵不等式,从而可以像正常系统那样使用LMI工具箱求解控制器.算例显示了所给方法的简洁、有效;所得的性能指标的不同,也说明了最优保成本控制器的良好性能.     

T-S模糊广义系统输出反馈无源控制

考虑一类T-S模糊广义系统的无源控制问题。在状态空间下,基于线性矩阵不等式(LMI)的方法,给出了使得闭环系统满足无源性的动态输出反馈无源控制器存在的充分条件,在此基础上给出了动态输出反馈无源控制器的设计方法,该方法与现有结果相比,不需要状态完全可测并且充分考虑了模糊子系统之间的相互作用。动态输出反馈无源控制器的设计方法归结为求解一组线性矩阵不等式。最后通过数值仿真例子,说明所给设计方法的有效性。     

基于模糊双曲模型的非脆弱控制及其仿真研究

提出一种基于模糊双曲模型(FHM)的非脆弱保性能控制器设计方法.首先,用模糊双曲模型来表述一类离散非线性系统,建立基于模糊双曲模型的控制器.然后,同时考虑了加性和乘性两种形式的控制器增益摄动,利用Lyapunov方法和FHM的结构特点建立非脆弱保性能控制器的存在条件.其次,使用线性矩阵不等式(LMI)方法设计该控制器以保证闭环系统是渐近稳定的,并且可以通过求解一个基于LMl的优化问题,得到最优的控制器增益矩阵,同时使得保性能指标的上界最小.最后,通过仿真研究表明该方法的有效性.     

一类参数不确定性混沌系统的T-S模糊控制

针对一类参数不确定性混沌系统,首次提出利用区间矩阵理论描述其不确定性,进而用T-S模糊模型对其进行精确描述的新方法.在此T-S模糊模型的基础上,给出一种基于并行分布补偿(PDC)技术的状态反馈控制器设计方法,并用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的鲁棒稳定性.该方法充分考虑了模糊子系统之间的相互作用.状态反馈控制器增益矩阵可以通过求解一组线性矩阵不等式(LMIs)获得.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

时延网络控制系统的区域极点配置设计

针对存在时变有界时延的网络控制系统,在一定假设条件下,基于分离原理讨论了状态观测器和状态反馈控制器的设计方法。状态观测器通过在开环预测和闭环预测间切换以补偿时延的影响,同时考虑时延的时变性以及回路中长时延的存在,闭环预测也是在多个模型间切换,从而将状态观测器建模成具有多个子系统的离散切换系统。在此基础上,利用预测状态作为控制器的输入,设计了具有圆盘区域极点约束的状态反馈控制器。最后以线性矩阵不等式可行解的方式分别给出了控制器和观测器的构造方法,仿真结果说明了所提出方法的有效性。     

一类非线性MIMO系统的自适应模糊输出反馈控制

针对一类多输入多输出非线性系统设计了自适应模糊观测器和控制器。该方法不需要系统状态完全可测的条件，而是通过自适应模糊观测器估计系统的状态。采用基于状态估计的模糊基函数模型的模糊逻辑系统逼近非线性函数，并对模糊建模误差和外扰的存在采用了鲁棒补偿控制项以保证良好的观测与跟踪性能，该控制器保证了跟踪误差和观测误差的一致最终有界性。仿真结果表明所提出的方法具有良好的观测效果与跟踪效果。     

混沌系统的一种新型模糊控制方法

基于T-S模糊动态模型,针对气象学中的Lorenz混沌系统设计出一种新型的模糊控制器和模糊观测器,均采用分段Lyapunov函数法进行设计,即对每一个子系统选一个Lyapunov函数,系统总的Lyapunov函数为各个子系统的加权和。避免了并行分配补偿法(PDC)中求解公共正定矩阵P的困难,进一步减少了设计中的保守性,扩大了解的范围。并就其稳定性问题进行了研究。得出了系统全局渐近稳定的条件。模糊观测器的设计解决了系统状态不能直接测量的问题。通过对Lorenz混沌系统的仿真,证明了该方法的有效性。该方案也适合其他类型的非线性系统,有实际应用价值。     

Finite-Time Stability for Interval Type-2 Fuzzy Nonlinear Systems via an Observer-Based Sliding Mode Control

This work focuses on the design of a sliding mode controller for a class of continuous-time interval type-2 fuzzy-model-based nonlinear systems with unmeasurable state information over a finite-time interval. Aiming at describing the nonlinearities containing parameter uncertainties that inevitably appear in practice, the interval type-2 fuzzy sets are employed to model the studied system. To improve the designing flexibility, a fuzzy observer model non-parallel distribution compensation scheme is designed to estimate the state information of the plant, i.e., the observer is allowed to have a mismatching premise structure from the system. On this basis, the appropriate fuzzy sliding surface and fuzzy controller are constructed by following the same premise variables as the designed fuzzy observer. Then, by means of the sliding mode control theory and the Lyapunov function method, some novel sufficient criteria are established to ensure the finite-time boundedness for the studied systems via a partitioning strategy including the reaching phase, the sliding motion phase and the whole time interval. Furthermore, the designed gains are acquired by solving the matrix convex optimization problem. Finally, the effectiveness of the developed method is demonstrated by two simulation examples.

     

基于模糊Lyapunov-Krasovskii函数的模糊系统的鲁棒H∞控制

针对公共Lyapunov-krasovskii函数(LKF)方法判断离散时滞模糊系统鲁棒稳定性的保守性,构造了模糊LKF,并给出了系统鲁棒稳定的充分条件.应用并行分布补偿算法(PDC),设计了全局鲁棒稳定的模糊控制器.多个附加矩阵变量的引入,使控制器可以通过求解一系列线性矩阵不等式(LMI)获得.最后,通过一个仿真例子验证了方法的有效性.     

离散T-S模糊系统输出稳定性

研究了离散T-S模糊控制系统的稳定性分析及控制器设计问题。考虑到系统状态不易测量,利用输出反馈设计模糊控制器;基于模糊Lyapunov函数方法提出一新的稳定性判别条件,利用矩阵变换把该条件转化为一组线性矩阵不等式(LMIs),该条件具有更大的宽松性。最后,一个仿真实例说明了本算法的有效性和优越性。     

基于T-S模型的非线性系统非脆弱保性能模糊控制

针对一类用T-S模糊模型描述的非线性系统,采用状态反馈的并行分布补偿方法研究其非脆弱保性能模糊控制问题,使得在控制器存在可加性摄动的情况下,其闭环性能指标值低于确定的上界。利用线性矩阵不等式处理方法,导出了非脆弱保性能模糊控制律的存在条件。通过建立和求解一个凸优化问题,给出了最优非脆弱保性能模糊控制律的设计方法,并用此方法设计一级倒立摆的非脆弱模糊控制律。仿真结果表明了方法的有效性。     

基于模糊Lyapunov函数的模糊不确定系统保性能控制

将模糊Lyapunov稳定性理论引入到一类具有参数不确定的Takagi-Sugeno（T-S）模糊系统的分析与设计中。通过构造模糊系统的模糊Lyapunov函数,采用状态反馈的并行分布补偿（PDC）结构,给出了T-S模糊系统渐近稳定的充分条件,并以线性矩阵不等式的形式给出了系统保性能控制器的参数化设计方法。将提出的方法应用于混沌系统进行仿真,仿真结果表明该方法的有效性。