基于H∞鲁棒控制原理的电动助力转向系统研究

针对汽车电动助力转向系统是一个非线性的多输入输出系统的特点，提出了H∞鲁棒控制方法，首先对电动助力转向系统的动力学模型进行不确定性分析，然后建立了状态空间方程和增广被控对象矩阵；在此基础上用H∞方法极小化系统中各种干扰对被控输出的影响，最后通过计算机模拟的结果表明，设计的控制器使闭环系统有好的性能及稳定的鲁棒性。     

电动汽车电动助力转向系统鲁棒H∞控制

针对汽车行驶过程中汽车EPS控制器受到转向系统参数摄动、路面干扰、传感器噪声以及大侧向风干扰等不确定性影响,导致助力电流的不精确性和影响EPS系统性能和驾驶安全的问题。建立了EPS系统数学模型,分析了EPS系统的内部不确定性以及外部干扰。用LFT线性分式变换形式表达出EPS模型,求解了不确定性M矩阵。应用H∞控制理论,根据系统性能指标设计了权函数和H∞控制器。结果表明,与PD控制进行了性能对比,稳定时间和电动机最大助力扭矩分别降低了40.00%和36.98%。在传感器噪声和路面高频力矩等外界干扰影响下,H∞控制器比PD控制器具有更好的性能鲁棒性和鲁棒稳定性,具有良好的抗干扰性能,能够满足EPS性能要求。     

一类非线性时滞系统的鲁棒H_∞控制

针对一类非线性时滞系统的鲁棒H∞控制问题,基于Lyapunov稳定性理论,运用Backstepping方法,技巧性地设计了鲁棒H∞控制器.表明了结论的有效性和可行性.     

区间广义系统的鲁棒H_∞控制

讨论了线性时不变区间广义系统基于状态反馈的鲁棒H∞控制问题·利用区间矩阵的一种等价描述形式,将所讨论的区间广义系统转换成一般的线性时不变不确定广义系统,给出了区间广义系统二次稳定且具有扰动衰减度γ及二次能稳定且具有扰动衰减度γ的概念,得到了该问题可解的充要条件是一个基于系统参数矩阵的矩阵不等式有满足广义约束的解,同时也给出了满足该问题的反馈矩阵的构造方法·     

不确定中立型时滞系统的鲁棒H_∞控制

研究了不确定中立型时滞系统的鲁棒H∞控制问题.利用Lyapunov方法、广义系统方法和线性矩阵不等式的方法,当系统中的不确定满足范数有界条件时设计一无记忆状态控制器使中立型系统内部稳定,给出了对系统设计H∞控制器的充分条件,使得系统不但满足内部稳定,并且保证从外部干扰到受控输出的闭环传递函数的H∞范数小于给定的指标.     

非线性时滞切换系统的鲁棒H_∞控制

在线性常见系统稳定性结合实际智能应用的基础上,研究了一类非线性时滞切换系统的鲁棒H∞控制问题.利用共同的Lyapunov函数、Schur补引理和凸组合技术,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∞性能的一个充分条件;该结果对一类线性时滞切换系统的鲁棒H∞性能也成立,能有助于解决控制器的设计问题,从而应用于实际.     

不确定非线性系统的鲁棒H_∞保性能控制

针对具有有界时变参数不确定性和外部干扰的非线性系统,提出了一种鲁棒H∞保性能控制设计方法.基于李雅普诺夫稳定性定理和多项式平方和(sum of squares,SOS)方法,直接对非线性模型采用非线性的控制方法,给出基于状态反馈的鲁棒H∞保性能控制器存在的充分条件,使得闭环系统对于所有可能的不确定性和外部干扰不仅能够鲁棒渐近稳定,同时还能够满足相应的二次性能指标和H∞性能指标.通过求解相应的凸优化问题,得到状态反馈控制器,使得二次型性能指标上界或H∞干扰抑制度最小.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

一类基于双通道网络的离散Markov跳跃系统的鲁棒H_∞控制

研究了一类离散时间Markov跳跃系统在单边双通道通信网络下的鲁棒H∞控制问题.网络仅存在于传感器至控制器端,同时Markov被控对象的状态和模态信息经由不同网络特性的信道传递给控制器.随机丢包和时延分别建模为二值分布的Bernoulli过程和有限状态的Markov过程.通过采用扩维技术和Lyapunov方法,构建了依赖系统模态和网络情况的状态反馈控制器以确保系统的鲁棒稳定性,并满足给定的H∞性能指标.最后通过仿真算例验证所提出结论的有效性.     

双线性系统的鲁棒H^∞控制

研究了单输入双线性系统的鲁棒Ｈ＾∞控制器的设计问题，利用精确线性化方法将此转化为线性系统的鲁棒Ｈ＾∞控制问题，再通过引进标度参数ε，将线性系统的鲁棒Ｈ＾∞控制问题转化为一般线性系统的Ｈ＾∞控制问题来求解。     

一类非线性时滞系统的鲁棒H_∞几乎干扰解耦

研究了一类非线性时滞系统的鲁棒H∞控制问题.基于Lyapunov函数递归设计方法,构造了一种新的控制律和H∞控制器.通过技巧性地构造正定Lyapunov函数,解决了时滞问题,实现了递归设计的推广.数值例子和仿真说明了结论的正确性.     

一类不确定切换奇异系统的鲁棒H_∞控制

研究一类由任意有限多个不确定子系统组成的切换奇异系统的鲁棒H∞控制问题.通过引入一个变换矩阵,给出了该问题的一个新的充分必要条件,并设计了相应的子控制器和切换规则. 最后给出一个数值算例证明结论的有效性.     

基于电动转向的教练车副转向系统开发

本文设计了基于电动助力的副转向系统。建立了以副转向盘的转角为输入,车辆主转向柱的转角为输出的线性系统模型。设计完成了信号处理电路、电机驱动电路、控制系统反馈电路等。程序设计采用模块化设计的原则,选用PEC7000并应用PLC编写了信号检测程序、采样程序、主、副方向盘信号选择程序以及主控制程序等。对系统进行了试验验证。     

一类不确定离散时间切换系统的鲁棒H_∞控制

针对一类不确定性离散时间切换系统,在任意切换的情况下研究了这类系统的鲁棒H∞控制问题.首先基于多Lyapunov函数法分析含有状态反馈控制器的切换系统的鲁棒稳定性和干扰抑制性能,得到了切换系统鲁棒稳定且具有H∞扰动衰减度的充分条件.其次运用线性矩阵不等式给出了状态反馈控制器的设计方案,举例说明了所提方法的应用.     

双线性系统的鲁棒H~∞控制

研究了单输入双线性系统的鲁棒Ｈ∞控制器的设计问题．利用精确线性化方法将此转化为线性系统的鲁棒Ｈ∞控制问题,再通过引进标度参数ε,将线性系统的鲁棒Ｈ∞控制问题转化为一般线性系统的Ｈ∞控制问题来求解．     

不确定中立随机分布时滞系统的鲁棒H∞控制

针对一类不确定中立随机分布时滞系统,研究了鲁棒H∞控制设计问题。首先,利用随机Lyapunov稳定性理论和Ito微分法则,推导出系统的随机鲁棒可镇定的充分条件。在此基础上,进一步给出了鲁棒H∞控制器存在的充分条件。本文的研究结果以线性矩阵不等式的形式给出,仿真结果表明了此控制器设计方法的有效性。     

非线性不确定性奇异系统的鲁棒H∞控制

讨论了非线性不确定性奇异系统的鲁棒H∞控制问题，给出了非线性不确定性奇异系统的H∞鲁棒性能准则，利用经性矩阵不等式（LMIs)的方法，给出了系统满足H∞鲁棒性能准则的充分条件，在这个条件下，分别讨论了非线性不确定性奇异系统的鲁棒H∞控制反馈控制器和输出反馈控制器的设计，得到了鲁棒H∞控制器存在的充分条件。     

一类不确定时滞广义系统的鲁棒非脆弱H_∞控制

研究了状态反馈控制器增益具有摄动的一类不确定时滞广义系统的鲁棒非脆弱H∞控制问题,通过求解一组线性矩阵不等式(LMI)得到了具有加法式摄动情形的非脆弱控制器.该控制器可使闭环系统是正则的、稳定的且无脉冲的,同时得出最优的H∞范数界.数值分析结果证实了该方法的有效性.     

一类T-S模糊双线性关联大系统的鲁棒H_∞控制

针对一类带有外界扰动输入的模糊双线性关联大系统给出鲁棒H∞模糊控制方法.首先采用T-S模糊模型构建模糊双线性模型,然后利用模糊双线性模型逼近一类关联大系统,并根据Lyapunov方法和并行分布补偿算法设计模糊控制器,最后以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出在模糊控制器作用下系统满足H∞性能指标的充分条件.仿真例子验证了所提出模糊控制器的有效性和可行性.     

电动助力转向系统稳定性分析

在建立电动助力转向系统数学模型的基础上,对电动助力转向系统的稳定性进行了分析,应用控制理论推导了电动助力转向系统的稳定性判断条件,分析讨论了影响系统稳定性的结构参数等因素,指出了各影响因素的相应解决办法,为电动助力转向系统及控制器的设计与改进提供了有价值的理论依据．研究表明,对于一个设计定型的电动助力转向系统,各机构部件的许多参数很难改变,可以采用改变电子控制单元中助力增益的方法来使系统稳定工作,即在控制器设计中采用较小的助力增益,并通过试验进行了验证．     

参数不确定广义系统的鲁棒H∞控制

研究了一类具参数不确定性广义系统的鲁棒H∞ 控制问题 .基于线性矩阵不等式 (LMI)方法 ,给出了控制输入为零时不确定广义系统具H∞ 范数界的稳定性分析 ;在此基础上 ,建立了鲁棒H∞ 状态反馈控制律的设计方法 .在一定条件下 ,该方法使不确定广义系统对所有容许的不确定参数 ,相应的闭环系统是正则、无脉冲且稳定的 ,并具H∞ 范数界 .数值例子验证了该设计方法的有效性