离散时滞切换系统的状态反馈H_∞控制

针对一类子系统为离散时滞系统的切换系统,研究系统H∞性能与状态反馈H∞控制问题。基于多李雅普诺夫函数法,以线性矩阵不等式形式给出了在任意切换信号作用下离散时滞切换系统具有H∞性能的充分性条件,并且给出了切换系统状态反馈H∞控制设计的一种方案。并将结果推广到不确定离散时滞切换系统。通过数值算例表明了结论的可行性。     

离散时滞切换系统的状态反馈H∞制

针对一类子系统为离散时滞系统的切换系统,研究系统H∞性能与状态反馈H∞控制问题.基于多李雅普诺夫函数法,以线性矩阵不等式形式给出了在任意切换信号作用下离散时滞切换系统具有H∞性能的充分性条件,并且给出了切换系统状态反馈H∞控制设计的一种方案.并将结果推广到不确定离散时滞切换系统.通过数值算例表明了结论的可行性.     

时滞依赖型区间时滞系统非脆弱H_∞控制

针对一类状态和控制输入矩阵均为区间矩阵的不确定时滞系统,其中状态和控制输入同时具有未知但有上界的时间滞后,基于Lyapunov稳定性理论,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,讨论了该类时滞系统的时滞依赖型非脆弱H∞状态反馈控制器设计问题.在区间不确定性和控制器执行机构扰动均满足增益有界条件下,得到了该类时滞系统的满足H∞性能的一个充分条件.通过求解一个线性矩阵不等式(LMIs)组,即可获得鲁棒H∞控制器.最后对某型飞机作机动飞行仿真,仿真结果表明该鲁棒控制器设计方法是有效的.     

基于速率的网络拥塞控制H∞反馈控制器设计

为了解决现代网络中常见的网络拥塞控制问题,采用频域设计的方法,把不确定时滞转化为系统已知未建模动态幅值界限的乘性不确定性;根据系统鲁棒稳定性及性能指标的要求,把高速网络基于速率的鲁棒H∞拥塞控制反馈控制器的设计问题转化为工程应用中常见的混合灵敏度优化问题,然后采用解析法求取满足要求的H∞控制器.结果证明采用此方法设计的拥塞控制H∞反馈控制器较为简单,且能有效达到防止拥塞及使网络利用效率最大化的目的.     

一类不确定时滞系统的H_∞保代价控制

文中研究了具有范数有界的不确定时滞系统的鲁棒控制问题。基于Lyapunov稳定性理论对系统进行分析,采用线性矩阵不等式方法,将不确定时滞系统的H∞保代价控制问题转化为求解相应的线性凸优化问题。对一类不确定时滞系统分析并推导需要满足的一些性能指标,给出系统H∞保代价控制器存在的条件并加以证明,最后给出数值例子验证方法的有效性。     

EPC物联网络系统的随机控制

针对EPC物联网络系统中存在的随机性时延,剖析了EPC物联网络系统的结构及特点,并建立了EPC物联网络系统的控制模型,其中时滞满足Markov链要求。研究了EPC物联网络控制系统的H∞随机控制问题,基于LMI方法,可以很方便地求出状态反馈控制器,并可使闭环系统具有良好的动、静态性能和抗干扰能力。     

一类时滞不确定非线性系统的自适应鲁棒H∞控制

本文针对一类同时具有未知上界时滞不确定性和外部扰动的非线性系统，在非线性H∞控制的理论框架内讨论了系统的自适应鲁棒H∞控制问题，通过自适应律估计时滞不确定性的上界，并且基于Lyapunov-Krasovskii函数和Hamilton-Jacobi不等式获得使鲁棒控制问题可解的自适应鲁棒控制器。     

H∞控制理论及应用的研究综述

H∞控制是一种具有很好鲁棒性的设计方法,具有设计思想明确、控制效果好等优点,尤其适用于模型摄动的多输入多输出(MIMO)系统.H∞控制在控制理论、设计方法及应用等方面,经过多年不断发展和完善,已成为一种具有较完整体系的鲁棒控制理论.为适应控制系统稳定性、自适应性、智能化及工程化的更高要求,基于线性矩阵不等式(LMI)的H∞控制、非线性H∞控制以及H∞控制与神经网络和模糊控制结合,成为近年来H∞控制研究的热点.随着H∞控制研究的深入,其存在的诸如理论复杂、计算量大和参数摄动范围有限等问题将会逐步得到解决,适用范围也会更广、应用前景会更好.     

一类非线性不确定时滞系统的记忆与无记忆复合H∞状态反馈控制

针对一类具有状态非线性不确定性的线性时滞系统，基于Lyapunov稳定性理论，利用线性矩阵不等式（LMI）方法，讨论了该类时滞系统的记忆与无记忆复合H∞状态反馈控制器的设计问题。在非线性不确定性满足增益有界条件下，得到了该类时滞系统的满足鲁棒H∞性能的一个充分条件。通过求解一个线性矩阵不等式-LMI，即可获得鲁棒H∞控制器。     

一类时延网络控制系统的最优非脆弱H∞控制

针对一类时延网络控制系统,研究了当存在有限能量外部扰动时,系统的最优状态反馈非脆弱H_∞控制律的设计问题。通过将时延看作系统的时变参数不确定性,应用H_∞鲁棒控制理论及线性矩阵不等式(LMI)技巧,给出了具有控制增益扰动的次优非脆弱H_∞控制律存在的充分条件,提出了最优非脆弱H_∞控制律的设计方法。数值仿真例子表明了所提方法的有效性。     

H∞回路成形直升机双回路控制系统设计

根据直升机飞行控制系统的内外回路设计概念,利用H∞回路成形方法设计了直升机双回路控制系统。首先采用H∞回路成形方法设计姿态命令/姿态保持控制器,使得直升机内回路具有良好的带宽和响应时间,且保持通道的解耦和鲁棒性;采用H∞回路成形方法构建直升机的速度回路作为外回路,实现对直升机的前飞速度和横向速度的控制,保证速度通道上具有良好的跟踪性能和鲁棒性能。并按照ADS-33E对所设计的控制系统的操纵品质做出了评价。仿真结果显示了良好的控制效果,验证了该设计方法的有效性。     

线性时滞系统的时滞相关稳定性

本文讨论了线性时滞系统x(t)=Ax( ) Bx(t-τ)渐近稳定的时滞界限，利用Lyapunov—Krasovskii泛函及H∞范数理论，获得了线性时滞系统时滞相关稳定的充分条件，同时得到了一个新的时滞界限的代数估计式。将本文结果应用于实际系统，计算简单，并且扩大了时滞的稳定区域，降低了对时滞的保守性。分析结果还表明，线性时滞系统的稳定性可以转化为一定常无时滞的线性系统的H∞控制问题。     

鲁棒飞行控制系统的H∞优化设计

本文讨论了鲁律飞行控制系统的H∞优化设计问题，给出了实用的工程设计方法、步骤，并研制了相应的设计软件。同时，利用飞行控制系统H∞优化设计实例，说明本文设计方法、步骤和设计软件的有效性。     

一类离散切换系统的性能分析

针对一类含有不确定性和时滞的离散切换系统,探讨了H∞性能分析问题。假设所考虑的线性不确定性具有线性分式形式,综合利用Lyapunov-Krasovskii函数和Finsler’s引理,给出判断系统满足H∞性能界γ的充分条件,并且γ的上界可以通过求解一组线性矩阵不等式获得。最后通过一个数值算例说明方法的有效性。     

H∞控制理论在雷达导引头伺服系统设计中的应用

基于鲁棒控制理论对雷达导引头伺服系统进行综合与分析,在建立系统状态空间模型的基础上,将雷达导引头伺服系统的综合问题归结为标准的H∞控制问题,通过求Riccati不等式的对称正定解得到H∞/混合灵敏度控制器,以保证系统的鲁棒性;同时,分析了采用H∞控制器的系统性能.仿真实验结果表明,用该方法设计的控制系统具有良好的抑制扰动和跟踪给定效果,满足对雷达导引头伺服系统控制的要求.     

一类非线性不确定时滞系统鲁棒容错控制

研究一类不确定非线性时滞系统的鲁棒容错控制问题.针对不确定非线性时滞系统,基于执行器连续型增益故障模式,利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法和线性矩阵不等式方法,推导了当一类非线性不确定系统满足一定范数有界条件时,闭环系统时滞无关鲁棒容错控制器存在的充分条件,并给出了状态反馈鲁棒容错控制器的设计方法.将所设计的状态反馈控制方法应用于某一非线性不确定时滞系统,仿真结果表明设计的控制器不仅使得该故障系统对于执行器故障具有完整性,并且能达到给定的H∞性能指标,从而验证了所提出方法的可行性和有效性.     

事件触发下非线性网络控制系统的H∞ 故障检测

研究了非线性网络控制系统存在时变时滞、丢包、传感器扇区非线性时的故障检测问题.针对时间触发周期采样带来的网络资源浪费问题,提出了一种满足给定触发条件来判断采样数据是否需要传输的事件触发机制.根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式将故障检测问题转换成求解H∞凸优化问题.最后,以电机伺服控制系统为例,通过Matlab仿真,进一步验证了设计的可靠性与实用性.     

基于LMI方法的广义系统H∞控制

讨论了广义系统的H∞控制问题,给出的新方法在H∞控制指标有界条件下进行了详细推导,并且对广义系统给出了相应的扩展界有实引理的条件。通过引入松弛变量,相应的H∞控制问题可转化为求解线性矩阵不等式(LMI)的优化问题。最后,给出了几个例子验证了该方法对H∞控制指标的有效性。     

大型客机进近倾斜姿态H_∞控制研究

实现快速、精准、抗扰动性强的倾斜姿态控制,是大型客机自动着陆控制系统设计的关键技术之一。以Boeing707飞机在常值侧风扰动下的非线性数学模型为基础,通过配平线性化得到线性方程,综合设计了进近着陆阶段的姿态控制律。由于使用PID控制方法的滚转角响应难以兼顾快速性与稳态性能,设计了基于鲁棒H∞理论的倾斜姿态控制律。分别对两种控制方法跟踪滚转角阶跃指令,以及抗侧风扰动的控制效果进行了比较分析。仿真结果表明,状态反馈H∞控制方法能够实现快速、精准、无超调的倾斜姿态控制,且有侧风扰动存在时具有快速的恢复能力、较好的乘坐品质和较大的抗扰动控制余度。     

悬臂式倒立摆H_∞控制设计及仿真

针对旋臂式倒立摆的稳定控制问题,建立了二阶旋臂式倒立摆系统的数学模型,运用连续系统线性鲁棒H∞最优控制理论,通过设计旋臂式倒立摆控制系统的鲁棒调节器,使倒立摆系统在闭环状态下稳定并具有较强的鲁棒稳定性。运用Matlab进行仿真,通过与传统线性二次型最优控制配置方法相比较,结果发现鲁棒H∞最优控制效果更好。