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T-S模糊模型的非线性时滞系统的变结构控制

基于T-S模糊模型和变结构控制策略,研究了一类带有参数不确定项的非线性时滞系统的变结构控制问题。首先,利用变结构控制理论选择滑模面,根据可达条件提出了一种变结构控制方法,该方法确保系统的运动轨迹在有限时间内到达滑模面并一直保持在滑模面上。当不确定项不满足匹配条件时,根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)的方法得到了系统状态全局稳定的充分条件。最后给出了一个仿真加以说明该设计方法的有效性。     

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模型的非线性系统离散时间滑模控制

基于T-S模糊模型,讨论了一类非线性离散时间系统的控制问题。采用T-S模糊模型来描述非线性系统的动态模型,再将非线性系统的全局T-S模糊模型转化为线性不确定系统的模型。这样复杂的非线性系统的稳定问题就转化为线性不确定系统的鲁棒镇定问题。采用离散时间滑模控制方法实现线性不确定系统的鲁棒镇定。利用用线性矩阵不等式技术设计稳定的滑动模面,以降低非匹配不确定对系统的影响。给出了线性矩阵不等式形式的稳定滑动模面存在的充分条件。此外还给出了滑模控制律的设计方法。所给设计方法可保证系统鲁棒镇定,并且在滑动模面附近的抖振可明显减弱。最后,给出了truck-trailer的仿真算例,证明了所给方法的可行性和有效性。     

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。     

一类非线性系统的有限时间保成本控制

针对一类具有有限能量外部扰动的连续不确定非线性系统,讨论其有限时间保成本控制问题。首先采用Takagi-Sugeno模糊模型对非线性系统进行建模,然后找到一个合适的Lyapunov函数,给出闭环模糊系统有限时间有界的充分条件及有限时间保成本控制器的设计方法,并将控制器的求解转化为一组线性矩阵不等式的可行性问题。研究表明,采用该方法设计的控制器不仅能使闭环不确定模糊系统对所有可允许的外部扰动是有限时间有界的,而且还给出了保成本上界的一个优化值。最后,仿真结果表明该设计方法是有效的。     

基于LMI的不确定混沌系统的模糊输出反馈控制

研究了基于T-S模糊模型描述的不确定混沌系统的静态输出反馈鲁棒控制问题，给出一种新的模糊静态输出反馈控制器设计方法。该方法充分考虑了模糊子系统间的相互作用，静态输出反馈控制器可通过求解一组线性矩阵不等式(LMI)获得。为说明问题，给出了Chen混沌系统模糊静态输出反馈控制设计和仿真结果。     

不确定模糊系统具有指定衰减率的鲁棒保成本控制

结合系统响应速度的考虑,讨论由T-S模糊模型描述的不确定连续非线性系统具有指定衰减率的鲁棒保成本控制问题.基于扩展稳定性条件和等价投影引理,导出系统鲁棒保成本控制器存在的充分条件,并可将此控制器的最优设计问题转化为一组线性矩阵不等式的凸优化问题.研究表明:所设计的控制器不仅能保证闭环不确定模糊系统以衰减率α鲁棒渐近稳定,而且还给出了保成本上界的一个优化值.最后,数值示例验证了该设计方法的有效性.     

基于T-S模糊模型的离散不确定时滞系统的容错控制

研究了一类离散不确定时滞模糊系统的容错控制问题。针对非线性离散系统，构造T-S模型，引入参数不确定项和时滞项，使得模糊模型能够更精确逼近原系统。基于T-S模糊模型，利用Lyapunov方法，证明了所采用的模糊控制律使得闭环模糊系统对于执行器故障以及传赢器故障具有完整性和鲁樟挂。不确定项具有范数有界时，利用求解线性矩阵不等式（LMI）的方法，得出了闭环模糊系统在执行器故障以及传意器故障时具有完整性的充分条件。仿真结果说明了该方法的有效性。     

混沌系统基于T-S模糊模型的控制方法

将模糊控制技术应用于混沌控制中，可以克服反馈线性化等传统方法对参数完全精确已知的限制；用T-S模糊系统来逼近非线性系统，它的IF-THEN规则后件由线性状态空间子系统构成，进而可以应用模糊系统的控制理论求得模糊控制器，用此非线性控制器来控制非线性系统，以求良好的控制效果；模糊规则后件部分以局部线性方程形式给出的T-S模糊模型可以通过调整相关参数很好地逼近混沌系统，基于该模型采用平行分散补偿技术设计出具有相同规则数目的模糊控制器，控制器所有参数可以通过求解一组线性矩阵不等式一次性得到。仿真结果验证了该方法的有效性。     

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.     

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.     

Robust model predictive control of continuous uncertain systems*

The authors concern robust model predictive control for linear continuous systems with polytopic uncertainties and input constraints. At each sampling time, a piecewise constant control sequence is obtained by solving a set of linear matrix inequalities. The sufficient conditions on the existence of the model predictive control are given, and the robust stability of the closed-loop systems is guaranteed. A simulation example illustrates the efficiency of the proposed method.     

一类非线性系统的鲁棒无源性综合问题

针对一类带有界范数不确定性的仿射非线性系统,研究它的鲁棒无源性综舍问题.首先,基于非线性矩阵不等式方法得到系统是鲁棒无源的充分条件;然后在此基础上,获得存在状态反馈控制器使得该系统鲁棒无源控制问题可解的充分条件,并给出所需控制器的参数化表达.最后,简单阐述了利用凸优化方法通过求解一系列相应的线性矩阵不等式来得到非线性矩阵不等式局部解的思想.     

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。     

离散模糊时滞系统的鲁棒LQ/H∞非脆弱控制

针对一类由T-S模糊模型描述的不确定离散非线性时滞系统,讨论其在控制器存在可加性摄动情形下的鲁棒LQ/H_∞非脆弱控制问题。通过构造适当的Lyapunov函数,给出以线性矩阵不等式形式表示的系统时滞依赖稳定的充分条件以及相应的鲁棒LQ/H_∞非脆弱控制器设计方法。数值仿真表明,所构造的控制器不仅能够保证闭环模糊时滞系统的鲁棒渐近稳定性,还能使系统达到一定的H_∞干扰抑制水平。     

Robust predictive control of polytopic uncertain systems with both state and input delays

A robust model predictive control algorithm for discrete linear systems with both state and input delays subjected to constrained input control is presented,where the polytopic uncertainties exist in both state matrices and input matrices.The algorithm optimizes an upper bound with respect to a state feedback control law.The feedback control law is presented based on the construction of a parameter-dependent Lyapunov function.The above optimization problem can be formulated as a LMI-based optimization.The feasibility of the optimization problem guarantees that the algorithm is robustly stable.The simulation results verify the effectiveness of the proposed algorithm.     

基于Delta算子的非线性系统最优模糊保性能控制

对一类Delta算子描述的具有范数有界不确定性的非线性T S模糊系统,研究其状态反馈最优保性能控制器设计问题。基于线性矩阵不等式(LMI)的方法,给出了存在和设计保性能控制律的一个充分条件。以及在使二次性能函数上界最小意义下,最优保性能控制律的凸优化设计方法。所得结果将连续和离散模糊系统的有关结论统一到Delta算子框架内。