参数不确定系统鲁棒镇定控制器设计的鲁棒可靠性方法

用区间变量描述系统参数的不确定性,从可靠性角度研究不确定系统的稳定鲁棒性设计问题。基于二次稳定性准则,提出了参数不确定系统鲁棒镇定控制器设计的鲁棒可靠性新方法。依据该法设计的控制系统可满足稳定性意义上的鲁棒可靠性要求,并给出保证系统稳定性所要求的基本参数的最大鲁棒界限。所给公式完全基于线性矩阵不等式(LMI)方法,求解方便。适用于不确定参数的摄动范围准确已知和未知等情况。对实际算例的设计和模拟结果与现有结果的比较研究表明了在传统的控制器设计中,保守性的增加并不意味着可靠性的增加。从而也说明了所提方法是实用、有效和可行的。     

基于区间方法的模糊系统稳定性分析与设计

基于区间矩阵的等价表示方法,将非线性时变的模糊控制系统稳定性分析问题转化为带有时变不确定性的线性系统鲁棒稳定性问题。首先,得到T-S模糊系统地二次稳定的充分必要条件,同时给出了控制器的实现算法。在子系统输入矩阵相同的情况下,得到了模糊系统可二次镇定的充分必要条件,进而设计出模糊控制器。仿真结果证明了此方法的有效性。     

ROBUST STABILITY WITH GUARANTEEING COST FOR DISCRETE TIME-DELAY SYSTEMS WITH NONLINEAR PERTURBATION

The problems of robust stability and robust stability with a guaranteeing cost for discrete time-delay systems with nonlinear perturbation are discussed. A sufficient criterion for robust stability is established in an LMI framework and a linear convex optimization problem with LMI constraints for computing maximal perturbation bound is proposed. Meanwhile, a sufficient criterion for robust stability with a guaranteeing cost for such systems is obtained, and an optimal procedure for decreasing the value of guaranteeing cost is put forward. Two examples are used to illustrate the efficiency of the results.     

Robust H2 control for uncertain sampled-data systems

A new approach is proposed for robust H2 problem of uncertain sampled-data systems. Through introducing a free variable, a new Lyapunov asymptotical stability criterion with less conservativeness is established. Based on this criterion, some sufficient conditions on two classes of robust H2 problems for uncertain sampled-data control systems are presented through a set of coupled linear matrix inequalities, Finally, the less conservatism and potential of the developed results are illustrated via a numerical example.     

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。     

基于状态多时延模型的NCS鲁棒H_∞容错控制

针对一类具有时变时延和丢包的网络化控制系统,同时考虑模型参数不确定性和外界扰动的影响,基于一种状态多时延模型,以时滞依赖的方法,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒H∞完整性的判据,并以求解线性或非线性矩阵不等式的方式,给出了鲁棒H∞容错控制器的设计方法。由于模型中考虑了时延下界,且证明过程未进行模型转换和交叉项放大处理,其结果具有较少保守性。最后以一仿真示例验证了所述方法的有效性。     

连续时间多面体不确定系统的鲁棒预测控制

运用线性矩阵不等式方法,研究连续时间多面体不确定系统的鲁棒预测控制问题。通过在线求解无穷时域二次型性能指标下的"最小-最大"优化问题,给出了分段连续的状态反馈控制器存在的充分条件。运用可控不变集理论,解决在线优化问题的可行性,证明了初始时刻的可行解可以保证闭环系统渐近稳定。仿真证明了控制算法的有效性。     

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。     

鲁棒迭代学习控制及在高精密平台中的应用

针对不确定性系统,提出一种非因果的鲁棒迭代学习控制方法。采用反馈控制和迭代学习控制分别设计并统一进行鲁棒性分析的方法,以提高系统的反馈性能和学习性能。首先采用H_∞控制方法,保证反馈部分的鲁棒稳定性;其次采用二次型优化迭代学习控制律来提高系统的学习效率;最后结合μ分析理论,对迭代学习控制系统进行鲁棒性验证,并对优化学习律的参数进行修正。该方法吸取了非因果迭代学习律学习性能好的优点,也充分利用μ分析保守性小的特点来提高系统的性能。算例结果验证了方法的有效性。     

二次D稳定约束下不确定T-S模糊系统的L∞鲁棒可靠控制

针对一类受持续有界扰动的T-S不确定模糊系统,提出了考虑执行器故障的鲁棒可靠控制器设计方法。引入基于L_∞范数理论的鲁棒性能指标及二次D稳定的概念,给出了鲁棒可靠控制器存在的充分条件。通过求解线性矩阵不等式完成可靠控制器的设计,从而使系统即使在发生执行器故障的情况下仍能满足给定的L_∞性能指标,并且闭环系统二次D稳定。仿真实例表明了本方法的有效性。     

区间时滞相关不确定奇异系统的鲁棒稳定性和镇定性

研究区间时滞相关的不确定时变时滞奇异系统的鲁棒稳定性和镇定性问题,不确定参数假设是范数有界的。充分利用时滞的下界信息构造Lyapunov函数,用严格的矩阵不等式给出系统对所有的容许不确定满足正则、无脉冲、稳定的新判据。基于这个判据,设计状态反馈控制器使得系统鲁棒稳定。数值例子说明所得结果具有更小的保守性。     

具有分布时滞的随机区间系统的鲁棒镇定

研究了具有分布时滞的随机区间系统的鲁棒镇定问题.利用区间矩阵的分解技术、Lyapunov-Krasovskii泛函及It公式,得到了该系统鲁棒镇定的时滞依赖的非线性矩阵不等式判据,进而给出了该系统在不同情形下鲁棒镇定或鲁棒稳定的时滞依赖的线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)判据.通过数值仿真说明了所得的LMI判别在实际应用方面的方便性和有效性.     

两类不确定奇异时滞系统鲁棒稳定的相关型判据

研究了不确定奇异时滞系统的鲁棒稳定性问题。首先以线性矩阵不等式的形式给出了奇异时滞系统正则,无脉冲模且零解渐近稳定的一种新的时滞相关型判据。通过引入新的参数避免了利用不等式处理交叉项,从而使该判据具有较小的保守性。最后,利用研究结果,给出了两类不确定奇异时滞系统新的时滞相关型鲁棒稳定性判据。     

On delay-dependent robust stability for uncertain neutral systems

1.INTRODUCTION Time delaysarefrequentlyencounteredinvariousengi neeringsystems,includingaircraftstabilization,nuclear reactors,populationdynamicsmodels[1].Theirexistence isoftenthesourceofinstabilityinmanycontrolsystems.Stabilitycriteriafortime delaysystemscanbeclassified intotwocategories.Thestabilitycriteriathatincludein formationonthesizeofdelaysarereferredtoasdelay de pendentcriteria[2～18]andthecriteriaapplicabletoanar bitrarysizeofdelaysarereferredtoasdelay independent criteria[19～…     

增益调度积分型切换项滑模控制器设计

针对一类不确定离散系统,提出了一种增益调度积分型滑模控制器,并分析其鲁棒H_∞性能。首先,通过状态扩维,得到含有输出误差积分项的离散模型,并利用理想滑模运动性质得出滑模等效控制律,利用输出误差积分项设计增益调度滑模补偿控制律。然后,将滑模闭环控制系统等效为切换系统,基于切换系统相关理论推导了滑模控制参数与闭环控制系统的二次稳定性、鲁棒H_∞性能指标的关系。最后,通过对不确定项和非线性项的处理得到线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI),再求解该不等式,得出满足控制性能要求的滑模控制参数。仿真实验中分析了控制算法的暂态性能和扰动抑制能力,证明了该方法的有效性。     

研究具H∞范数摄动系统绝对稳定性的频域算法

利用Popov判据和圆判据，给出了判断一类非线性摄动系统鲁棒绝对稳定性的条件，当系统的前馈通道存在未建模动态摄动而反馈通道存在扇区非线性时，通过频域作图的方法，得到动态不确定性的范数界限，最后，举例比较了这两种频域判据在判断时不变非线性时的结果。     

输入受限的隐式广义预测控制算法的仿真研究

本文基于CARIMA模型提出了一种简单的隐式广义预测自校正控制算法。它避免了在线求解Dioaphantine方程;利用并列预测器间的特点,直接辨识输出预测器中的参数,并针对广义预测控制问题,在整个预测时域和控制时域,对输入幅值施加了约束;在此基础上以二次规划作为滚动优化策略,进行计算机仿真,获得预测控制信息和输出信息;然后采用加权控制律,不仅使预测信息得以充分利用,而且使系统的性能得到明显改善。     

飞行器不确定系统鲁棒D-稳定控制分配策略

为降低建模误差及外部扰动对飞行器多变量不确定系统的影响,提出了一种闭环系统鲁棒D-稳定的动态混合控制分配策略。飞控系统采用模块化的设计思想,利用线性矩阵不等式方法设计了基于虚拟控制指令的鲁棒D-稳定输出反馈控制律;建立了多目标混合优化控制分配模型,推导并证明了该模型的等价实现形式,用于将虚拟控制指令协调分配到各个操纵面。仿真结果表明,该策略能够综合考虑各操纵面不同的物理约束和控制效能,具有较好的鲁棒性能。     

Robust H∞ guaranteed cost satisfactory fault-tolerant control for discrete-time systems with quadratic D stabilizability

The problem of robust H∞ guaranteed cost satisfactory fault-tolerant control with quadratic D stabilizability against actuator failures is investigated for a class of discrete-time systems with value-bounded uncertainties existing in both the state and control input matrices.Based on a more practical and general model of actuator continuous gain failures,taking the transient property,robust behaviour on H∞ performance and quadratic cost performance requirements into consideration,sufficient conditions for the existence of satisfactory fault-tolerant controller are given and the effective design steps with constraints of multiple performance indices are provided.Meanwhile,the consistency of the regional pole index,H∞ norm-bound constraint and cost performance indices is set up for fault-tolerant control.A simulation example shows the effectiveness of the proposed method.     

Robust H∞ guaranteed cost satisfactory fault-tolerant control for discrete-time systems with quadratic D stabilizability

The problem of robust H∞ guaranteed cost satisfactory fault-tolerant control with quadratic D stabilizability against actuator failures is investigated for a class of discrete-time systems with value-bounded uncertainties existing in both the state and control input matrices. Based on a more practical and general model of actuator continuous gain failures, taking the transient property, robust behaviour on H∞ performance and quadratic cost performance requirements into consideration, sufficient conditions for the existence of satisfactory fault-tolerant controller are given and the effective design steps with constraints of multiple performance indices are provided. Meanwhile, the consistency of the regional pole index, H∞ norm-bound constraint and cost performance indices is set up for fault-tolerant control. A simulation example shows the effectiveness of the proposed method.