一种基于LPV系统的$H_infty$切换控制器设计方法

针对线性参数变化(LPV)系统提出一种切换控制器参数化设计方法.基于Youla参数化思想,将控制器设计过程分解为两个步骤.首先,设计一个中心控制器保证闭环系统的全局$H_\infty$性能;其次,将参数变化区域划分为若干个子区域,在每个子区域中将中心控制器进行线性分式变换,得到切换控制器自由参数的状态空间实现,将切换控制器转换为自由参数之间的切换.基于所提出的切换LPV控制器线性分式变换实现方法,不仅可以保证在任意切换的情况下子系统各自局部的$H_\infty$性能,而且可以保证整个闭环系统满足某一整体的$H_\infty$性能,并通过仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

NNCS混合容错控制方法

针对执行器任意失效故障,研究离散事件触发通讯机制下不确定NNCS主被动混合鲁棒$H_\infty$容错控制器设计问题,该控制器对外界有限能量扰动具有良好的抑制性能.首先,基于T-S模糊模型,建立离散事件触发通讯机制下不确定NNCS闭环故障模型;然后,基于$H_\infty$控制思想设计故障检测观测器并得到不确定NNCS鲁棒$H_\infty$容错控制设计准则;最后,通过Matlab仿真算例验证所设计的控制律对系统性能的改善以及事件触发条件的引入对网络资源的节约.     

未知初始跟踪条件的非线性系统预设性能有限时间有界$H_infty$控制

研究一类具有外部扰动的非线性系统在初始跟踪条件未知情况下的预设性能有限时间有界$H_\infty$控制问题.针对预设性能控制设计,提出一个新的误差转换思想,并据此设计新的预设性能函数,解决预设性能控制依赖于系统被约束量初始条件的问题.基于所提出预设性能函数、有限时间控制理论以及有界$H_\infty$的设计方法,获得系统无需初始跟踪条件的预设性能有限时间有界$H_\infty$控制器,同时解决非线性系统在有界稳定情况下难以设计$H_\infty$控制器的问题,保证跟踪误差以预先设定的动态性能在有限时间内收敛至平衡点附近的小邻域内,并对外部干扰有较强的鲁棒性能.     

切换系统H_/H∞异步切换故障检测滤波器设计

研究混合H_/H_∞框架下,切换系统的异步故障检测滤波器的 设计问题.使用$H_-$性能指标和加权$H_\infty$性能指标表示 残差对于故障的敏感性以及对于扰动的鲁棒性.首先,利用多Lyapunov函数方 法和平均驻留时间技术,得到初步的异步切换滤波器设计条件; 然后,使用松 弛变量的方法解除Lyapunov矩阵和系统矩阵的耦合,得到进一步的设计结 果,并将其表示为线性矩阵不等式形式; 最后,通过仿真例子验证了所提出 方法的有效性.     

基于转移依赖Lyapunov函数离散时间切换系统的异步$l_2-l_infty$滤波

主要研究离散时间切换系统在容许路径依赖混合驻留时间(AED-IDT)切换下异步$l_2-l_\infty$滤波器的设计问题.不同于以往的研究结果,提出一种异步转移依赖凸Lyapunov函数,得到了低保守性稳定性判据.所设计Lyapunov函数的创新之处在于其构建不再依赖系统模态,而是依赖当前激活的滤波器模态和刚刚运行结束的滤波器模态.鉴于所设计Lyapunov函数具有凸性质,这为所提出方法提升自由度和灵活性创造了空间.采用转移依赖凸Lyapunov函数和AED-IDT切换策略,能够得到保证滤波误差系统全局一致指数稳定,且具有$l_2-l_\infty$性能的充分条件.在此基础上,提出异步$l_2-l_\infty$滤波器的设计方法.最后,通过一个数值实例和一个切换RLC应用电路来验证所得结果的有效性,并经过仿真实验验证了所提出设计方法能够保证更紧的驻留时间界和较小的滤波误差结果.     

任意相对阶下非线性切换系统的事件触发漏斗控制

针对一类具有任意相对阶且带有部分非输入到状态稳定逆动态的非线性切换系统, 提出一种动态事件触 发漏斗跟踪控制方案. 首先, 引入一个虚拟输出将任意相对阶的非线性切换系统转换为相对阶为一的非线性切换系 统. 其次, 设计各子系统的事件触发漏斗控制器和切换的动态事件触发机制, 解决候选事件触发漏斗控制器和子系 统之间的异步切换问题, 所提方案消除已有文献中为所有子系统设计共同控制器带来的保守性. 在一类具有平均驻 留时间切换信号的作用下, 保证切换闭环系统的所有信号都是有界的, 且跟踪误差一直在预设的漏斗内演化, 并排 除采样中的奇诺现象. 最后, 一个仿真例子验证方案的实用性和有效性.     

PI补充策略下供应链牛鞭效应的$H_infty$控制

牛鞭效应是指供应链管理订单制定环节中因信息扭曲造成的需求逐级放大的一种现象.针对供应链中的节点企业,在订货点法的基础上加以改进构建新的订单制定规则,并构建$H_\infty$控制器达到抑制牛鞭效应的目的,从而降低供应链整体成本.订单制定环节由企业订单规则和需求预测两个部分组成,为应对需求持续上升使安全库存发散的情况,在订货点法的基础上设计PI补充策略下的新订单规则,并以系统$H_\infty$范数与供应链牛鞭效应的指标定义相同为基础,引入$H_\infty$控制器代替预测函数.仿真结果表明,所设计的PI 补充策略下的$H_\infty$控制器法与传统订单制定算法相比,可有效削减牛鞭效应,并且使企业库存始终维持在一个安全稳定的状态.     

基于观测器的周期拒绝服务攻击网络化系统动态事件触发控制

针对具有周期拒绝服务(DoS)攻击的网络化系统,设计一种基于观测器的具有动态事件触发策略的控制器.首先,通过DoS攻击对网络化系统的影响建立了DoS攻击模型,采用切换系统的方法,将具有DoS攻击的网络化系统分为DoS攻击活跃子系统和DoS攻击休眠子系统.对不可测的系统状态设计状态观测器,通过在静态事件触发中引入一个内部动态参数,设计了动态事件触发机制.利用动态事件触发序列设计基于观测器状态的控制器,同时,为保证系统在DoS攻击活跃期间子系统的稳定性,将当前最后一次成功触发状态作为DoS攻击活跃的控制信号,通过引入两个辅助函数得到闭环增广系统.其次,依据Lyapunov稳定性理论、Jensen's不等式和Schur补引理,得到两个切换子系统稳定充分条件,在此基础上引入DoS攻击限制得到具有LMI形式的切换系统渐近稳定的充分条件,同时给出了状态观测器、控制器和动态事件触发协同设计的参数.最后,通过一个数值例子验证所提方法的有效性.     

航天器姿态机动的非线性鲁棒$H_infty$控制方法

针对存在动力学参数摄动及外部干扰的航天器姿态机动问题,给出一种新的非线性鲁棒$H_\infty$控制方法.通过适当处理和假设,将航天器姿态模型表示为具有凸多面体不确定性的多项式型状态空间方程,并基于Lyapunov稳定性和平方和(SOS)理论,建立非线性状态反馈$H_\infty$控制设计的可解性条件.最后,通过数值仿真实例验证了所提出方法的有效性.     

带有随机测量数据丢失及切换拓扑的传感器网络分布式$l_2-l_infty$滤波器设计

研究一类具有测量数据随机丢失以及网络拓扑结构随机切换的分布式$l_2-l_\infty$滤波器设计问题.在分布式滤波器网络,每个本地滤波器估计系统的状态不仅基于节点自身信息,而且利用网络拓扑中邻居节点的信息.首先,采用已知概率分布的二进制序列描述传感器测量数据的随机丢失,Markov链描述滤波器网络拓扑结构的切换;其次,构造一个Lyapunov函数来分析滤波误差系统的$l_2-l_\infty$性能,并研究其均方指数稳定性;再次,通过线性矩阵不等式(LMI)技术,给出分布式$l_2-l_\infty$滤波器的设计方法;最后, 通过数值例子验证所提方法的有效性.