模糊系统H∞控制器设计的LMI方法

应用LMI(线性矩阵不等式)方法,研究了T-S模糊系统H_∞控制器的设计问题.首先给出了T-S模糊系统基于状态反馈H_∞控制存在的两个新的充分条件.新条件不但简洁而且把模糊子系统间的相互作用表示为由子系统的系数矩阵构成的矩阵不等式.然后新条件被转化为可直接应用Matlab求解的线性矩阵不等式.最后应用线性矩阵不等式方法和Matlab,给出了T-S模糊系统H_∞控制器的设计方法.     

时延网络化控制系统的H2/H∞混合控制

针对存在多步随机传输时延的网络化控制系统模型 ,研究了其随机稳定性及H₂/H_∞混合控制问题 .在一定的系统通信控制模式下 ,网络传输时延可以建模为一个马尔可夫随机过程 ,通过增广系统状态的方法将原系统转化为一个具有随机跳变系数的离散系统 ,同时通过建立随机跳变Lyapunov函数 ,构建了满足系统随机稳定的H_∞次优和H₂/H_∞混合控制状态反馈控制器 .该控制器可通过求解一组耦合的矩阵不等式而得 .     

时变不确定离散时滞系统的H∞鲁棒控制

研究了一类线性不确定离散时滞系统的H_∞鲁棒控制问题,其时变不确定项是范数有界的,但无需满足匹配条件.基于线性矩阵不等式 (LMI)方法,得到了可H_∞鲁棒镇定的一个充分条件.通过求解一个特定的线性矩阵不等式,即可获得H_∞状态反馈控制器.具体算例说明了该方法的有效性.     

不确定多通道奇异时滞系统分散H∞控制

针对不确定多通道奇异时滞大系统, 研究其分散鲁棒H_∞控制问题. 假定不确定性是时不变、范数有界. 基于奇异系统Lyapunov稳定性理论, 通过设定Lyapunov-Krasovskii矩阵为合适的块对角结构, 推导出了使不确定多通道奇异时滞大系统可鲁棒镇定, 且满足一定的扰动水平的充分条件即一组线性矩阵不等式(LMIs)有可行解. 给出了具有期望阶数的分散输出反馈H_∞控制器的设计方法.     

线性离散时滞重复过程的H∞控制

首先给出了线性离散时滞重复过程的2D(两维)Roesser模型, 采用线性矩阵不等式方法导出了过程稳定并具有H_∞扰动抑制度的一个充分条件. 通过求一个线性矩阵不等式的可行解来构造系统的一个状态反馈H_∞控制器. 进一步, 通过求解一个线性矩阵不等式凸优化问题得到该过程的最优状态反馈H_∞控制器.     

基于模糊模型的非线性不确定时滞系统的H-infinite鲁棒容错控制

研究了一类具有不确定时滞的非线性系统的H_∞鲁棒容错控制问题. 采用T-S模糊模型来描述非线性系统,并对执行器失效且具有扰动的情形, 基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法, 给出了系统H_∞鲁棒容错控制器存在的充分条件, 保证了系统的鲁棒稳定性. 仿真实例验证了本文提出方法的有效性.     

基于模糊模型的时滞不确定系统的模糊H∞鲁棒反馈控制

讨论了一类具有状态和控制时滞的不确定非线性系统的模糊H_∞ 状态反馈控制问题. 采用具有时滞的不确定Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型对非线性系统进行建模, 提出了一套基于LMI的模糊鲁棒控制器的系统设计方法, 给出了模糊H_∞状态反馈控制器存在的充分条件, 以保证闭环模糊系统渐近稳定并满足从干扰输入到控制输出的H_∞范数界约束. 示例仿真表明了该方法的有效性.     

时滞LPV系统的H∞控制新方法

研究了具有随参数变化状态时滞的线性参数变化系统的H_∞控制问题,该系统的状态空间矩阵和时滞是实时可测且在闭集内变化的参数的确定函数.提出了一种新的依赖于参数的H_∞性能准则,该准则通过引入附加矩阵解除了系统矩阵与依赖于参数的Lyapunov函数之间的耦合而更易于数值实现.在此基础上设计了系统的H_∞状态反馈控制器,该控制器能够保证相对于所有能量有界的输入信号闭环系统满足给定的性能指标.采用线性矩阵不等式技术,将控制器存在的充分条件转化为凸优化问题.最后用数值仿真验证了所提出算法的可行性.     

不确定性关联大系统的分散鲁棒状态反馈H_∞控制

研究同时存在系统矩阵、控制输入矩阵的不确定和系统关联不确定变化以及外界干扰的关联大系统的分散H_∞ 控制问题, 提出一种较为全面的局部状态反馈分散H_∞ 控制器的设计方法. 局部控制器的求解只需递推地利用一系列局部代数Riccati方程. 最后通过实例表明该方法的有效性.     

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-infinity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.     

New approaches to relaxed stabilization conditions and H-infinity control designs for T-S fuzzy systems

This paper focuses on the problem of fuzzy control for a class of continuous-time T-S fuzzy systems.New methods of stabilization design and H infinity control are derived based on a relaxed approach in...     

Decentralised output-feedback control design for switched fuzzy large-scale systems

This paper investigates the output-feedback control design problem for a class of switched Takagi–Sugeno fuzzy large-scale systems with non-measurable premise variables. The considered fuzzy large-scale systems consist of several interconnected subsystems with different switching modes and there exists the asynchronous switching between the system switching modes and the controller switching modes. A decentralised state observer is proposed to estimate the unmeasured states, and a new output-feedback decentralised control scheme is developed by using the state observers and the switching functions. Based on the theory of Lyapunov stability and average dwell-time methods, the sufficient conditions of ensuring the switched control system stability are proposed and proved, which are formulated in the form of linear matrix inequalities. An applicable example is provided to show the effectiveness of the obtained theoretical results.     

Robust static output-feedback stabilization for nonlinear discrete-time systems with time delay via fuzzy control approach

This paper addresses the problem of designing robust static output-feedback controllers for nonlinear discrete-time interval systems with time delays both in states and in control input. In the approach, we do not directly employ the Lyapunov approach, as do in most of traditional fuzzy control design approaches. Instead, sufficient conditions for guaranteeing the robust stability for the considered systems are derived in terms of the matrix spectral norm of the closed-loop fuzzy system. The stability conditions are further formulated into linear matrix inequalities so that the desired controller can be easily obtained by using the Matlab linear matrix inequality (LMI) toolbox. Finally, an example is provided to illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

一类不确定多输入模糊双线性系统的鲁棒H∞控制

针对一类带有参数不确定性和干扰的多输入模糊双线性系统(FBS)的鲁棒H_∞控制问题,使用并行分布补偿算法(PDC)设计了模糊控制器,得到了整个模糊控制系统鲁棒全局稳定的充分条件,控制器的设计可以通过求解一系列线性矩阵不等式(LMI)获得.仿真例子验证了方法的有效性.     

基于H∞环路成形和自适应神经模糊推理系统的模糊控制器设计

H_∞环路成形方法设计的控制器阶次较高,不便于工程实现和参数调整;用传统方法确定模糊控制器隶属度函数的参数和模糊规则比较费时且难以保证鲁棒性能和时频域性能指标.针对上述情况,提出了一种综合运用H_∞环路成形和自适应神经模糊推理系统来设计模糊控制器的方法.首先采用H_∞环路成形设计方法,得到鲁棒裕量、动态和稳态性能都符合要求的控制器,然后用自适应神经模糊推理系统来逼近此控制器,最后根据自适应神经模糊推理系统参数确定相应的模糊控制器规则和参数.该方法确定模糊控制器隶属度函数的参数精确而省时,且能保证控制器具有较强的鲁棒性和良好的控制效果.通过对小车倒立摆系统进行的仿真,验证了该控制器设计方法的有效性.     

基于模糊Lyapunov函数方法的模糊广义系统H∞控制

研究一类T-S模糊广义系统的容许性条件和H∞控制问题. 首先将原系统表示成增广系统, 进而基于新的模糊Lyapunov函数和模糊控制器得到容许性条件. 所得开环容许条件不要求子系统是容许的; 闭环容许条件中不含有控制输入矩阵与控制增益矩阵的乘积项. 对于H∞控制问题, 利用隶属度函数的性质对H∞控制条件进行了放宽, 并得到了改进的严格线性矩阵不等式(LMI)形式的H∞控制条件. 数值算例表明所得结论较已有文献具有较小的保守性.     

随机不确定时滞系统的鲁棒H∞控制

本文研究了随机不确定时滞系统的鲁棒稳定性与鲁棒H∞控制问题,系统的不确性具有凸多面体形式.利用线性矩阵不等式方法,通过依赖于参数的Lyapunov函数,得到了此类系统鲁棒随机镇定的充分条件.在此基础上,又给出了H∞状态反馈控制器的设计.     

基于Takagi-Sugeno模糊双线性模型的连续搅拌反应釜H∞控制

本文研究了一类连续搅拌反应釜(CSTR)系统的H1控制问题. 系统中的非线性动态特性可采用Takagi-Sugeno(T-S)模糊双线性模型进行描述. 通过引入两个自由矩阵, 给出一个新的保证闭环模糊双线性系统在H1性能指标下全局渐近稳定的充分条件和控制器设计方法, 并且该条件最终可归结为求解一组线性矩阵不等式的可行性问题. CSTR系统的仿真结果表明设计方法的有效性.     

基于T-S模糊模型非线性网络控制系统改进H∞跟踪控制

研究一类非线性网络控制系统改进H∞跟踪控制问题, 该类网络控制系统中非线性被控对象和被跟踪对象分别采用Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型和线性稳定参考模型描述. 首先通过综合考虑网络中的数据传输时滞和数据丢包影响, 采用输入时滞法和并行分布补偿技术, 建立基于零阶保持器刷新时刻的系统状态跟踪误差模型. 然后利用改进的自由权矩阵方法, 并结合Lyapunov直接法给出系统满足H∞跟踪性能的充分条件以及模糊控制器的设计方法. 最后仿真实例表明本文方法的有效性和相比已有方法的优越性.     

基于LMI的不确定离散模糊时滞系统鲁棒控制

利用T-S模糊模型，讨论了一类具有状态时滞和控制输入时滞的不确定离散非线性系统鲁棒控制问题,基于Lyapunov稳定性理论，导出了系统采用线性矩阵不等式表示的时滞相关型鲁棒镇定充分条件，并设计了相应的状态反馈模糊控制器．仿真结果证明了所提出方法的有效性和可行性.