基于网络的离散切换时滞系统故障检测和控制器协同设计

针对带有时变时滞和数据包丢失的离散网络切换控制系统,提出在任意切换信号下的闭环故障检测和控制器协同设计策略;基于平均驻留时间和李雅普诺夫(LKF)方法,给出并证明离散切换时滞动态系统指数均方稳定且具有满意的H_∞性能指标的充分条件;将离散网络切换时滞系统的控制器和故障检测滤波器的参数求解转化为可行的凸优化问题,确保残差和故障估计误差尽可能小.仿真实验结果验证了所提出方法的有效性.     

具有分布时滞和随机测量数据丢失的离散切换系统H∞滤波

由于传感器间接失效、信号带宽限制等原因,测量数据丢失和分布时滞成为无线传感器网络中的常见现象,若不能有效地考虑这些现象对系统的影响,则无法保证系统的性能.为此,针对一类具有分布时滞和随机测量数据丢失的离散切换系统研究H_∞滤波问题,采用已知概率的Bernoulli随机序列描述测量数据丢失,构造Lyapunov-krasorskii函数,基于平均驻留时间法和LMI技术提出保证滤波误差系统均方指数稳定且满足H_∞性能的充分条件.数值仿真验证了所提出方法的可行性.     

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.     

网络环境下连续切换系统观测器和控制器设计

研究具有随机时变时滞和系统不确定性的网络化切换控制系统基于观测器的鲁棒H_∞控制器设计问题.首先,采用满足Bernoulli分布的随机序列来描述数据传输过程中的时变时滞现象;然后,在具有平均驻留时间(ADT)的切换信号下,设计基于观测器的控制器,目的是估计系统的状态以及衡量系统对扰动的鲁棒性;最后,基于李雅普诺夫(LKF)方法给出系统均方指数稳定且具有满意的H_∞性能指标的充分条件,并以线性矩阵不等式(LMI)形式给出观测器和控制器的求解方法.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

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 .     

网络环境下切换模糊时滞系统的非脆弱控制

针对一类控制器增益存在摄动的非线性网络切换系统,在系统同时存在随机时变时滞和不确定性的情况下,采用T-S模型建模,研究系统的稳定控制问题。利用平均驻留时间(ADT)法设计系统的切换律及非脆弱状态反馈控制器,并给出网络切换模糊时滞系统指数稳定的平均驻留时间条件。结合李雅普诺夫函数(LKF)法,推导时滞相关的网络切换模糊系统指数稳定的矩阵不等式条件,并将此条件转化为线性矩阵不等式形式。通过数值仿真对比系统在采用ADT法与传统LKF法下的状态曲线,结果表明,ADT法可以使系统收敛速度更快,性能指标更好。     

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.     

一类非线性微分代数系统的L2-增益分析及状态反馈∞控制

分析了一类非线性微分代数系统的L₂增益, 并讨论了一类状态反馈H_∞控制问题. 在一定条件下给出了控制器的设计, 并保证了闭环指数为 1且零解渐近稳定.     

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.     

基于反馈无源化的切换非线性系统H∞跟踪控制

针对切换非线性系统,提出一种基于反馈无源化的H_∞跟踪控制策略.首先,提出依赖状态切换的控制方法,在子系统不满足有界参考弱最小相位这一标准假设时,给出解决H_∞跟踪问题的充分条件,通过零状态可检测条件保证切换系统的内部稳定性,并利用无源不等式验证切换非线性系统满足H_∞跟踪性能;然后,提出依赖时间切换的跟踪策略,得到H_∞跟踪问题的可解性条件,该方法不依赖系统内部状态进行切换,将系统输出和参考信号之间的误差作为控制输入,并计算出切换系统满足的平均驻留时间;最后,给出仿真算例,以验证结果的正确性.     

基于观测器的网络切换模糊时滞系统鲁棒控制

针对带有随机时变时滞的非线性网络切换系统稳定控制问题进行研究,在系统状态不可测且存在不确定性的情况下,采用T-S模型将非线性网络切换系统建模为网络切换模糊系统。然后,采用平均驻留时间法（ADT）,设计出基于观测器的控制器及系统切换律,并给出网络切换模糊系统指数稳定的平均驻留时间条件。结合李雅普诺夫（LKF）方法给出时滞相关的网络切换模糊系统指数稳定的矩阵不等式条件。最后通过MATLAB数值仿真验证了该设计方法的有效性和优越性。     

基于T-S 模糊模型的网络控制系统非脆弱H∞ 跟踪控制

针对一类T-S 模糊模型描述的网络控制系统(NCSs) 非脆弱H_∞跟踪控制问题进行研究. 首先, 综合考虑网络中数据传输时滞和数据丢包的影响, 采用输入时滞法和并行分布补偿(PDC) 技术, 建立基于T-S 模糊模型的NCSs 状态跟踪误差模型; 然后, 利用Lyapunov 方法和改进的自由权矩阵方法, 基于线性矩阵不等式(LMI), 给出满足系统H_∞ 跟踪性能的条件, 并给出非脆弱模糊控制器设计方法; 最后, 通过仿真实例表明了该方法的有效性.     

一类线性切换系统具有H∞性能指标的二次稳定

研究了一类线性切换系统具有H_∞扰动衰减度二次稳定问题.这类线性切换系统由两个子系统组成,并且每个子系统都不是具有H_∞扰动衰减度二次稳定的.利用单Lyapunov函数方法,得到了线性切换系统具有H_∞扰动衰减度二次稳定的充分条件,同时由凸组合系统设计出确保线性切换系统二次稳定且具有H_∞扰动衰减度的切换律.进一步,还给出了线性切换系统具有H_∞扰动衰减度二次稳定的必要条件.最后的仿真实例表明了结论的有效性.     

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.     

基于RBF神经网络的一类不确定非线性系统自适应H控制

基于RBF神经网络提出了一种H_∞ 自适应控制方法.控制器由等效控制器和H_∞ 控制器两部分组成.用RBF神经网络逼近非线性函数,并把逼近误差引入到网络权值的自适应律中用以改善系统的动态性能.H_∞ 控制器用于减弱外部干扰及神经网络的逼近误差对跟踪的影响.所设计的控制器不仅保证了闭环系统的稳定性,而且使外部干扰及神经网络的逼近误差对跟踪的影响减小到给定的性能指标.最后给出的算例验证了该方法的有效性.     

基于混合灵敏度函数的H∞控制器参数模糊优化方法

给出了SISO系统H_∞控制器参数优化过程,提出了一种系统性能模糊评价优化设计方法,根据系统动态特性通过模糊优化控制策略动态校正控制器结构参数.结果表明,本方法对模型不确定性具有良好的鲁棒性适应性和动态特性,控制品质优于一般H_∞控制和常规PID,Smith预估器.     

基于模糊观测器的非线性MIMO系统H2/H∞模糊状态反馈控制

研究了非线性系统H₂/H_∞模糊状态反馈控制问题.采用局部线性化方法,用T-S模糊线性模型逼近非线性系统,用模糊观测器重构系统状态.在希望的H_∞干扰抑制约束下,通过最小化H₂控制性能指标,实现了模糊状态反馈次优控制.通过将优化问题转化成2个特征值问题(EVP),应用线性矩阵不等式(LMI)优化方法求解,使问题的求解大大简化.所设计的闭环系统在平衡点是局部二次型稳定的,系统抗扰性能和动态性能均较好.     

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.     

不确定串联非线性系统H∞鲁棒自适应控制

针对一类含有未知参数和干扰的非最小相位串联非线性系统,结合H_∞控制和自适应控制方法并利用李雅普诺夫函数递推设计方法设计了状态反馈H_∞自适应控制器,避免了求解Hamilton-Jacobi-Isaacs不等式设计控制器的困难.该控制器不仅保证闭环系统ISS(input-to-state)稳定,而且使得系统对于所有允许的参数不确定从干扰输入到可控输出的L₂增益不大于给定的值.最后,给出了一个仿真例子,仿真结果充分表明了所设计的控制器的可行性和有     

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.