不确定模糊Delta算子系统的鲁棒H∞控制

研究了一类T-S模糊Delta算子系统的鲁棒H_∞控制问题.首先利用LMI形式给出了模糊Delta算子系统鲁棒镇定的充分条件,然后构造了可使闭环系统鲁棒稳定且对可允许的参数变化满足H_∞性能的状态反馈控制律.本文结果统一了连续与离散模糊系统的鲁棒H_∞镇定设计结论,数值算例说明了方法的可行性.     

不确定Delta算子系统的鲁棒H∞重构控制

讨论一类含有参数不确定和执行器故障的Delta算子系统鲁棒H_∞ 重构控制设计问题. 通过利用故障检测与隔离(FDI)技术, 在考虑不可检测故障执行器输入为能量有界的干扰信号情形下, 基于H_∞ 干扰抑制的思想, 给出了系统可鲁棒H_∞ 镇定的充分条件. 所设计的控制器可使闭环系统鲁棒稳定, 而且对可允许的不确定性和执行器故障具有一定的H_∞ 性能. 数值例子说明了本文设计方法的有效性.     

磁耦合谐振无线电能传输系统的输出鲁棒控制

磁耦合谐振无线电能传输系统的负载和谐振参数会因为受到外界环境的影响而发生变化, 系统工作频率发生随机漂移, 导致模型参数存在不确定性. 针对参数不确定下的输出鲁棒控制问题, 本文基于H_∞控制理论, 应用Matlab鲁棒控制工具箱设计H_∞控制器, 并基于结构奇异值法分析了闭环系统的鲁棒稳定性与鲁棒性能. 结果表明, 在H_∞控制器的作用下, 实现了闭环摄动系统的输出鲁棒控制, 并为此类高阶非线性不确定闭环系统提供了一种通用的控制器设计方法.     

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.     

不确定性奇异时滞系统的鲁棒H∞控制

研究了含不确定性线性奇异滞后系统的鲁棒H_∞控制问题.其中不确定性是范数有界的.为此首先给出了相应的无控制标称系统内稳定且满足H_∞范数界的一个充分条件.然后讨论了含不确定性奇异滞后系统鲁棒H_∞控制问题有解的一个充分条件,并同时给出了控制器的设计,控制器可由线性矩阵不等式解得.最后举例说明本文方法的正确性.     

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.     

基于博弈论的H2/H∞混合控制及其在汽车主动悬架中的应用

文章提出把H₂/H_∞混合控制问题抽象为两个对局者信息不完全情况下的非零和博弈模型.在构造2×2非零和博弈模型中把反映系统鲁棒性能通道和动态性能通道作为参加博弈的两方,以H_∞和H₂控制方案作为两种纯策略,基于纳什谈判解原理设计出求解H₂/H_∞混合控制问题纳什均衡点的一般算法.把该算法应用于汽车主动悬架设计出基于纳什均衡点的H₂/H_∞输出反馈控制器.使用MATLAB进行仿真,仿真结果表明主动悬架系统在保持鲁棒稳定性与获得优化的动态性能指标之间取得平衡.     

挠性系统基于相位控制的H∞鲁棒设计

提出一种加权的H_∞优化设计方法来设计挠性系统的鲁棒控制器,以解决采用H_∞回路成形法设计时控制器不稳定且鲁棒性差的问题.利用挠性模态所对应闭环极点的配置来实现相位控制思想,同时允许高频部分的闭环极点与期望极点有一定差别,弱化严格正实的约束.将相位控制与H_∞优化求解相结合,通过所求得的控制器实现期望的闭环极点.所提出的设计方法灵活且设计过程物理意义明确.最后通过两个仿真算例验证所提出方法的可行性.     

不确定脉冲系统的鲁棒H∞控制

首次提出并研究了不确定脉冲系统的鲁棒H_∞控制问题. 基于代数Riccati方程正定矩阵解的存在性, 建立了不确定脉冲闭环系统具有鲁棒H_∞特性的充分性准则, 同时给出了相应的状态反馈控制设计方法, 并用数值例子说明了所得结果的有效性.     

不确定广义系统鲁棒镇定控制器的设计

讨论了线性定常广义系统的稳定性, 给出了这种系统H_∞ 范数形式的稳定性判据, 在此基础上, 利用线性矩阵不等式 (LMI)方法讨论了含有不确定参数的线性广义控制系统的鲁棒镇定问题, 并相应地给出了鲁棒镇定控制器的设计.     

模糊非脆弱动态输出反馈H∞控制器设计

本文考虑受有限字长影响的离散时间模糊系统的非脆弱H∞控制问题. 假定所设计的控制器具有加性区间型增益变量, 该增益变量反映了控制器数字执行过程中有限字长的影响. 区间型增益变量导致控制器设计具有数值计算问题, 而模糊性质的引入进一步增加了控制器设计的复杂性, 使问题变得更具有挑战性. 本文采用结构的顶点分离器方法来解决数值计算问题, 从而给出一个基于线性矩阵不等式的模糊非脆弱H∞控制器设计的两步算法. 该设计结果保证闭环系统渐进稳定并具有指定的H∞性能指标. 最后给出一个数值例子验证所提出方法的有效性.     

H∞回路成形中的μ综合法

H∞控制理论中的回路成形设计和μ综合都已经是定型的设计方法. 最近有文献提出一种将这两种设计方法结合起来处理弱阻尼谐振模态参数摄动的新方法. 但是实际设计表明, 二者的结合并没有达到预期的效果. 本文分析指出, 回路成形本质上是一种鲁棒稳定性设计, 其H∞范数指标的逆就是系统的稳定裕度. 而μ综合只是一种鲁棒性能的设计工具. μ综合与回路成形结合只是反映在稳定裕度上, 而并不影响设计所允许的摄动大小. 所以在回路成形设计中没有必要再加进μ综合法. 文中附有算例.     

Stable nonlinear controller design for a Takagi-Sugeno fuzzy model

This paper proposes another adaptive control scheme for nonlinear systems using a Takagi-Sugeno fuzzy model. Takagi-Sugeno fuzzy models have been widely used to identify the structures and parameters of unknown or partially known plants, and to control nonlinear systems. This scheme shows a good approximation capability by the fuzzy blending of local dynamics. Since a Takagi-Sugeno fuzzy model is a nonlinear system in nature, and its parameters are not linearly parameterized, it is difficult to design an adaptive controller using conventional design methods for adaptive controllers which are derived from linearly parameterized systems. In this paper, the functional form of the local dynamics are assumed to be known, but the corresponding parameters are unknown. This additional information about system nonlinearity makes it possible to design an adaptive controller for a nonlinearly parameterized system. The control law is similar to that of a conventional adaptive control technique, while its parameter-update rule is based on the local search method. A parameter-update law is derived so that the time-derivative of the Lyapunov function is negative in the region of interest. Simulation results have shown that this adaptive controller is capable of a good performance. This work was presented in part at the Fifth International Symposium on Artificial Life and Robotics, Oita, Japan, January 26–28, 2000     

分散混杂自适应模糊H∞控制器及其在自动化公路系统中的应用

本文针对一类SISO不确定非线性大系统,提出了一种混杂间接和直接自适应分散模糊H∞控制器.通过组合模糊系统和H∞跟踪技术开发的分散自适应模糊控制算法避免了控制设计中含有的符号函数.两种自适应模糊控制器的组合消除了它们各自均不能够同时融合被控对象知识与控制知识的局限.闭环大系统被证明是稳定的,且具有H∞跟踪性能.该算法应用于自动化公路系统中车辆的纵向跟随控制,仿真结果表明混杂自适应模糊H∞控制系统的跟踪性能更好而相应的控制幅值却更小.     

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.     

控制方向未知的SISO非仿射系统间接自适应模糊输出反馈控制

针对一类单输入单输出(SISO)非仿射非线性系统控制方向未知时出现的控制器奇异问题,提出了一种间接自适应模糊控制方案.利用中值定理将非仿射系统转化为仿射系统,通过模糊逻辑系统逼近该仿射系统中的未知函数,并构造模糊控制器,同时利用Lyapunov稳定性定理设计自适应律,最终克服了控制器的奇异问题;在此基础上,通过构造观测器估计跟踪误差,设计输出反馈自适应模糊控制器,解决了状态不可测时系统控制器设计难题,采用Lyapunov稳定性定理证明控制器能使得跟踪误差收敛同时闭环系统所有信号均有界.仿真结果验证了所设计控制方案的可行性与有效性.     

无级变速汽车的自适应模糊控制研究

为提高无级变速汽车控制系统对外界负荷扰动和各种运行工况的自适应能力,本文在简单的无级变速系统模型的基础上,设计了无级变速汽车的自适应模糊控制系统.所设计的自适应模糊控制系统由参数自调节油门模糊控制器和混合型模糊-PID的无级变速器速比和制动控制器构成,该控制系统只与汽车的瞬时运行状态有关而与汽车的参数无关,因此它对不确定的汽车参数和外界负荷的扰动具有良好的鲁棒性.仿真结果表明所设计的模糊控制系统具有良好的自适应能力.     

机器人操作器的自适应模糊滑模控制器设计

针对机器人动力学系统提出了一种基于模糊逻辑的自适应模糊滑模控制方案.根据滑模控制原理并利用模糊系统的逼近能力设计控制器,基于李雅谱诺夫方法设计自适应律,证明了闭环模糊控制系统的稳定性和跟踪误差的收敛性.控制结构简单,不需要复杂的运算.该设计方案柔化了控制信号,减轻了一般滑模控制的抖振现象.仿真结果表明了所提控制策略的有效性.