混合H2/H∞鲁棒控制器设计

在状态空间描述下,定义了混合H2/H∞控制的完整信息、完整控制、干扰顺馈、输出估计这4种典型情况.在二次稳定意义上,讨论了混合H2/H∞的性能指标,及这4种典型情况的混合H2/H∞线性反馈控制器设计,给出了充分必要条件.在典型情况分析的基础上,研究一般意义上的混合H2/H∞反馈控制器设计.H2和H∞的干扰输入阵及性能评价函数各不相同时的混合H2/H∞反馈控制器,与H2和H∞控制器设计相似,归结为解两个Riccati方程.但这两个Riccati方程含有参数,最优解要通过搜索这两个参数得到.结果包含了单纯的H2和H∞设计,可看作是H2,H∞和混合H2/H∞的统一设计方法.最后通过一个简单的例子,说明了控制器设计方法的可行性.     

离散系统多步观测时滞的H∞输出反馈控制

针对一类多观测时滞离散系统,本文提出了基于Krein空间理论解决H∞输出反馈问题的新方法．利用H∞输出反馈控制问题与不定二次型之间的关系,时滞系统的H∞控制问题分解为LQ问题和时滞的H∞估计问题．通过重组观测,时滞的H∞估计问题可转化为无时滞的H∞估计问题,从而给出由两个Riccati方程决定的H∞控制器存在的充要条件．本文的方法不需要增广系统．     

基于H∞控制理论的2-DOF内模控制器设计及其在电力系统中的应用

给出一种基于H∞控制理论的二自由度内模控制器设计方法.考虑了标称模型与实际模型之间存在乘性摄动时的失配性,利用适当的状态变换,将跟踪问题的控制器设计转化成一个调节问题的标准H∞控制器设计问题,再利用H∞输出动态反馈完成了控制器设计.以电力系统模型为例设计了一个二自由度H∞励磁控制器,仿真结果表明了此控制器的有效性.     

连续系统观测时滞的 H∞控制

研究一类连续系统观测时滞的H∞控制问题．基于Krein空间的重组新息分析方法，给出了观测时滞系统H∞输出反馈控制问题的解存在的充要条件．H∞输出反馈控制器依赖于一个倒向Riccati方程和一个正向Riccati方程的解．与传统的方法相比，重组新息分析方法不需要增广系统的维数。从而减少了计算量．仿真例子验证了该方法的有效性．     

混合H2/H∞控制的典型系统及其反馈控制器设计

本文给出了混合H2／H∞控制的完整信息、完整控制、干扰顺馈、输出估计这四种典型情况的描述，在二次稳定意义上的混合H2／H∞性能指标下，讨论了这四种典型情况的混合H2／H∞线性反馈控制器设计，给出了充分必要条件。这四种典型情况的最优混合H2／H∞线性反馈控制器设计，归结为解一个带有参数的Rccati方程，且仅解一个Riccati方程。该Riccati方程随参数变化，饮食了单纯的H2和H∞设计，可看作是H2、H∞和混合H2／H∞的统一表达式。最后通过一个简单的例子，说明了本文的方法。     

不确定系统鲁棒容错H_∞控制的LMI设计方法

针对不确定线性系统.研究了执行器失效情况下鲁棒容错H∞控制问题.基于连续增益故障模式.利用线性矩阵不等式LMI推导了系统H∞指标约束下鲁棒容错镇定的充要条件.分别给出了输出反馈和状态反馈H∞控制器的设计方法.通过引入变量代换.将求解输出反馈H∞指标约束的鲁棒容错控制器的可解条件转化为标准的LMI.所获得的控制器不仅能使故障系统鲁棒稳定,并且能达到给定的H∞性能指标.仿真实例验证了所提出设计方法的有效性.     

模糊动态系统的H∞输出反馈控制设计——应用线性矩阵不等式的算法

讨论了一类能用模糊动态系统模型表示的非线性系统的H∞输出反馈控制的设计. 分别基于一个共同的李亚普诺夫方程和一个分段微分的李亚普诺夫方程,给出了两种H∞ 输出反馈模糊控制的新设计方法.通过解一组线性矩阵不等式,可以得到H∞输出反馈控 制器.最后,举例说明了这两种新的设计方法.     

变时滞不确定奇异系统的输出反馈H_∞控制(英文)

针对同时含有变时滞和参数不确定性的奇异系统,研究了基于静态输出反馈的鲁棒H∞控制问题。采用Lya-punov泛函方法,给出了奇异系统时滞依赖渐近稳定且具有H∞范数界γ充分条件;利用含等式约束的线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了此类系统存在输出反馈的时滞依赖充分条件,该条件等价于严格线性矩阵不等式可解性问题,利用严格LMI的可行解,得到控制器矩阵的参数化表示。与已有结果相比,此鲁棒控制器的渐近稳定性条件宽松,克服了时滞奇异系统稳定性问题条件中的等式约束。数值算例说明了该方法的有效性。     

模糊奇异摄动系统动态输出反馈H∞控制

针对一类非线性奇异摄动系统,建立了基于T-S 模糊模型的模糊奇异摄动系统模型．通过李亚普诺夫 方法和Schur 补定理,研究其动态输出反馈H∞控制．将系统动态输出反馈H∞控制器设计归结为求解一组与摄动参 数e 无关的线性矩阵不等式,避免了由e 引起的数值求解的病态问题．所获得的控制器使闭环系统渐近稳定,并达 到了给定的H∞性能指标．该方法适用于标准和非标准非线性奇异摄动系统．仿真实例说明了该方法的有效性     

混合H2/H∞鲁棒控制器设计

在状态空间描述下,定义了混合H₂/H_∞控制的完整信息、完整控制、干扰顺馈、输出估计这4种典型情况.在二次稳定意义上,讨论了混合H₂/H_∞的性能指标,及这4种典型情况的混合H₂/H_∞线性反馈控制器设计,给出了充分必要条件.在典型情况分析的基础上,研究一般意义上的混合H₂/H_∞反馈控制器设计.H₂和H_∞的干扰输入阵及性能评价函数各不相同时的混合H₂/H_∞反馈控制器,与H₂和H_∞控制器设计相似,归结为解两个Riccati方程.但这两个Riccati方程含有参数,最优解要通过搜索这两个参数得到.结果包含了单纯的H₂和H_∞设计,可看作是H₂,H_∞和混合H₂/H_∞的统一设计方法.最后通过一个简单的例子,说明了控制器设计方法的可行性.     

Fault-tolerant decentralized H-infinity control for multi-channel systems using homotopy method

This paper considers a fault-tolerant decentralized H-infinity control problem for multi-channel linear time-invariant systems. The purpose is to design a decentralized H-infinity output feedback controller to.stabilize the given system and achieve a certain H-infinity performance requirement both in the normal situation and in the situation where any one of the local controllers fails. The designed problem is reduced to a feasibility problem of a set of bilinear matrix inequalities （BMIs）. An algorithm is proposed to solve the BMIs. First, the normal situation is considered where all the local controllers are functioning. The local controllers are obtained from a standard centralized H-infinity controller by using a homotopy method imposing a structural constraint progressively. Secondly, the above case is extended to the one where any one of the local controllers fails. We again use a homotopy method where the coefficient matrices of the failed controller are decreased progressively to zero. The efficiency of the proposed algorithm is demonstrated by an example.     

数值界不确定性关联大系统分散鲁棒H∞控制

针对一类状态阵,控制输入阵及关联阵中存在数值界不确定性的关联大系统,研究其分散鲁棒H∞状态反馈和输出反馈控制器设计问题.基于有界实引理,推导出了其存在分散鲁棒H∞控制器的充分条件,即一组矩阵不等式有解.利用Schur补引理,通过固定不同变量,提出了一种构建分散控制器的同伦迭代线性矩阵不等式方法.所获得的控制器使闭环大系统鲁棒稳定,并且达到给定的H∞性能指标.最后用数值例子说明了所提的设计方法的有效性.     

Fault-tolerant decentralized H-infinity control for multi-channel systems using homotopy method

This paper considers a fault-tolerant decentralized H-infinity control problem for multi-channel linear time-invariant systems. The purpose is to design a decentralized H-infinity output feedback controller to stabilize the given system and achieve a certain H-infinity performance requirement both in the normal situation and in the situation where any one of the local controllers fails. The designed problem is reduced to a feasibility problem of a set of bilinear matrix inequalities (BMIs). An algorithm is proposed to solve the BMIs. First, the normal situation is considered where all the local controllers are functioning. The local controllers are obtained from a standard centralized H-infinity controller by using a homotopy method imposing a structural constraint progressively. Secondly, the above case is extended to the one where any one of the local controllers fails. We again use a homotopy method where the coefficient matrices of the failed controller are decreased rogressively to zero. The efficiency of the proposed algorithm is demonstrated by an example.     

具有方差和极点约束的不确定系统鲁棒H∞输出反馈控制

针对一类具有范数有界不确定性的连续系统和二次矩阵不等式区域,考虑系统具有方差和区域极点约束的输出反馈控制器设计问题．为此首先导出闭环系统区域稳定的充分必要条件．然后用线性矩阵不等式方法给出输出反馈控制器存在的一个充分条件．在此充分条件下闭环系统是鲁棒区域稳定的且具有H∞性能以及当干扰为白噪声信号时其稳态状态方差有限．接下来用矩阵分解方法给出输出反馈控制器增益矩阵的求解过程．最后通过一个仿真实例说明本文所提出的控制器设计方法的有效性．     

具有方差和极点约束的不确定系统鲁棒H∞输出反馈控制

针对一类具有范数有界不确定性的连续系统和二次矩阵不等式区域, 考虑系统具有方差和区域极点约束 的输出反馈控制器设计问题. 为此首先导出闭环系统区域稳定的充分必要条件. 然后用线性矩阵不等式方法给出输出反馈控制器存在的一个充分条件. 在此充分条件下闭环系统是鲁棒区域稳定的且具有H-infinity性能以及当干扰为白噪声信号时其稳态状态方差有限. 接下来用矩阵分解方法给出输出反馈控制器增益矩阵的求解过程. 最后通过一个仿真实例说明本文所提出的控制器设计方法的有效性.     

不确定关联大系统分散鲁棒H∞输出反馈控制

针对一类状态矩阵和控制矩阵存在参数不确定性关联大系统,研究其分散鲁棒H∞输出反馈控制问题.基于有界实引理将其鲁棒分散H∞动态输出反馈控制器的解归结为一个非线性矩阵不等式(NLMI),先通过选取适当的同伦函数来表示该非线性矩阵不等式,再通过Schur补引理将其化为两个双线性矩阵不等式,最后通过迭代算法求解该控制器,使闭环大系统鲁棒渐进稳定,并且满足给定的H∞性能指标.     

具有时滞的奇异系统H∞控制

针对具有时滞的奇异系统H_∞输出反馈控制问题, 利用Lyapunov泛函方法, 得到闭环系统稳定且具有H_∞-范数界γ的充分条件, 基于相应的LMI可行解给出了动态控制器显式表示. 最后, 数值例子表明了该方法的正确性.     

Observer-based H-infinity output feedback control with feedback gain and observer gain variations for Delta operator system

Considering that the controller feedback gain and the observer gain are of additive norm-bounded variations, a design method of observer-based H-infinity output feedback controller for uncertain Delta operator systems is proposed in this paper. A sufficient condition of such controllers is presented in linear matrix inequality （LMI） forms. A numerical example is then given to illustrate the effectiveness of this method, that is, the obtained controller guarantees the closed-loop system asymptotically stable and the expected H-infinity performance even if the controller feedback gain and the observer gain are varied.     

线性离散时滞系统的鲁棒耗散控制

考虑线性离散时滞系统的二次型耗散控制问题.对于确定系统,给出渐近稳定且严格二次型耗散的条件和动态输出反馈控制器使闭环系统渐近稳定且严格二次型耗散.对于不确定系统,考虑不确定性具有耗散特性的情形,讨论鲁棒耗散性分析和动态输出反馈鲁棒耗散控制问题.通过构造增广系统,将不确定系统的鲁棒严格二次型耗散分析和设计转化为确定系统的情况.所得结果为离散时滞系统的无源控制和H∞控制提供了统一框架,且为离散时滞系统的分析和设计提供了一种更灵活、保守性更小的方法.