丢包网络化控制系统非脆弱量化H∞控制

针对非线性网络化控制（NCS）系统中控制器参数存在摄动的问题,考虑传感器—控制器和控制器—执行器均存在随机丢包和量化误差,提出了一种加性非脆弱量化H_∞控制器的设计方法．利用李亚普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式（LMI）方法,将该问题转化为线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题进行求解,给出了丢包下的非脆弱量化H_∞控制器存在的充分条件．所设计的控制器在容许的参数摄动、丢包概率和量化密度条件下,不仅能保证闭环NCS的稳定性和性能要求,而且是非脆弱的．数值仿真验证了所提方法的有效性．     

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 .     

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.     

具有平衡点漂移的非线性系统参数H∞ 控制

针对具有参数不确定性的非线性系统, 研究其参数H_∞ 控制问题. 首先, 当外界扰动输入为零时, 利用非线 性代数方程给出非线性系统平衡点存在区域; 然后, 当外界扰动输入不为零时, 设计状态控制器, 通过Lyapunov 函数 法, 推导出使闭环系统参数稳定且满足H_∞ 性能指标的充分条件. 仿真结果表明, 所设计的H_∞ 控制器能有效地稳定 非线性系统, 并且具有一定的H_∞ 性能指标.

     

网络化多胞型系统的变增益H∞ 控制

研究参数变化速率有界的网络化多胞型系统的变增益H_∞ 控制问题. 采用时滞状态增广方法处理状态传输时延, 得到切换多胞型系统模型; 考虑参数变化速率约束与参数传输时延影响, 给出对当前参数、次刻参数和时滞参数三元组的多胞描述方法; 进而基于参数依赖切换Lyapunov 函数方法给出变增益H_∞ 控制器的LMI 设计准则. 该方法将已有结果推广至包含网络传输时延的情形, 具有较低的保守性. 仿真实例表明了所提出方法的有效性.     

混合H2/H∞鲁棒控制器设计

在状态空间描述下,定义了混合H₂/H_∞控制的完整信息、完整控制、干扰顺馈、输出估计这4种典型情况.在二次稳定意义上,讨论了混合H₂/H_∞的性能指标,及这4种典型情况的混合H₂/H_∞线性反馈控制器设计,给出了充分必要条件.在典型情况分析的基础上,研究一般意义上的混合H₂/H_∞反馈控制器设计.H₂和H_∞的干扰输入阵及性能评价函数各不相同时的混合H₂/H_∞反馈控制器,与H₂和H_∞控制器设计相似,归结为解两个Riccati方程.但这两个Riccati方程含有参数,最优解要通过搜索这两个参数得到.结果包含了单纯的H₂和H_∞设计,可看作是H₂,H_∞和混合H₂/H_∞的统一设计方法.最后通过一个简单的例子,说明了控制器设计方法的可行性.     

H2/H∞保性能控制理论在静止无功发生器控制中的应用

利用H₂/H_∞保性能控制理论和直接反馈线性化, 给出了单机无穷大系统中, 具有参数摄动的静止无功发生器(STATCOM)的非线性控制模型. 使用MATLAB软件得出H₂/H_∞保性能控制律, 表示为线性矩阵不等式(LMI).在扰动及参数摄动的条件下进行了仿真. 结果表明这种控制方法同时具有鲁棒性和最优性能, 降低了单纯H_∞控制方法的保守性, 提高了电力系统的稳定性, 并满足电压精度的要求.     

受复杂多通道通信约束的网络化系统H2/H∞滤波

多通道网络化系统中每个通道存在不尽相同的网络不确定性因素, 使得H₂/H_∞ 滤波更加困难. 对此, 提出一种受多通道通信约束的网络化系统滤波方法. 首先, 基于最大数据包错序思想解决了传感器到滤波器之间的复杂多通道通信约束的问题; 然后, 建立了更加普适的融合多通道通信约束的滤波误差动态系统模型, 证明了在已知最长网络延时和最大连续丢包数情况下, 所设计的滤波器可使系统随机稳定且满足??2/??∞ 性能指标. 仿真结果表明该方法可行且有效.

     

基于T-S模糊模型的多时滞非线性网络切换控制系统非脆弱H∞控制

针对一类控制器增益存在摄动的不确定非线性网络切换系统,在系统同时存在随机时变时滞和数据包丢失的情况下,研究系统的非脆弱H_∞控制问题.首先,利用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;其次,将数据包丢失作为时滞处理,并采用Bernoulli分布的随机序列描述该时滞;再次,采用平均驻留时间的方法(ADT)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;最后,结合李雅普诺夫(LKF)方法给出系统均方指数稳定且满足H_∞性能指标的充分条件.仿真结果验证了所提出设计方法的有效性.     

混合H2/H∞参数辨识

研究了混合H₂/H_∞参数辨识问题.将混合H₂/H_∞估计方法应用到系统参数辨识中,给出了混合H₂/H_∞参数辨识算法.所得的算法不仅能满足规定的鲁棒性能,且为最小二乘(LS)参数估计误差判据提供了一个最优上界.结果表明:提高辨识的鲁棒性,需要牺牲辨识的精度作为代价.最后,仿真结果也验证了该方法的有效性.     

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.     

不确定关联网络系统分散H∞ 量化控制

研究同时具有状态和控制输入的两量化器的不确定关联网络系统分散H_∞ 状态反馈控制器和量化器参数的设计问题．由于状态在传送到控制器之前,以及控制器输入到系统时信号需要被量化,使系统的性能不能得到保证．为此,提出了一种依赖于状态调节量化器参数的策略,使得所得的闭环系统渐近稳定,并且能获得在没有量化器情况下相同的H_∞ 扰动抑制水平．控制器的设计和量化器的参数都是根据子系统信息以分散的方式构造的．

     

MIMO离散时间系统混合l1/H2控制

研究了MIMO(多输入多输出)离散时间系统的混合l₁/H₂优化问题,该问题可描述为最优化一个传递函数矩阵的l₁范数同时保证另一个传递函数矩阵的H₂范数满足预定的指标.研究了最优目标函数值关于H₂范数指标的连续性.证明了MIMO系统混合l₁/H₂控制问题最优解的存在性.由于基于标定-Q(scaled-Q)方法求解MIMO混合l₁/H₂问题,避免了进行零点插值运算的困难.通过求解有限维非线性规划问题可得到最优目标值的收敛的上下界.     

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.     

含有不确定时延网络控制系统的鲁棒H∞控制

研究了存在不确定时延的网络控制系统的鲁棒H_∞控制器设计方法。首先讨论了系统的建模问题,针对传感器采用时间驱动,控制器和执行器采用事件驱动,考虑不确定时延小于一个采样周期的情况,网络控制系统可建模为一类具有不确定性的线性离散时延系统,利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式方法,推导出闭环控制系统渐近稳定且H_∞范数小于性能指标γ的充分条件,并给出动态输出反馈H_∞控制律设计方法。通过Matlab数值仿真,证明了该设计方法的有效性。     

主动悬架H2/ 广义H2输出反馈控制

本文提出了一种主动悬架控制的H₂ /广义H₂ 输出反馈控制方法. 依照国际标准ISO2631.3选择垂直和俯仰加速度的频率加权. 根据路面干扰谱特征, 选用H₂ 范数作为乘坐舒适性的指标, 广义H₂ 范数描述轮胎接地性等时域约束要求. 在多目标控制框架下, 将输出反馈控制器的设计转化为求解LMI优化问题. 基于半车模型, 给出了输出反馈主动悬架系统的频域分析和时域仿真.     

离散时间系统混合l1/H∞-控制问题

研究MIMO离散时间系统混合l₁/H_∞控制问题. 通过引入辅助优化问题, 证明了目标优化值关于约束H_∞指标的连续依赖性及其辅助问题最优化解的存在性, 同时证明了辅助优化问题的截断序列问题解的收敛性, 且其极限为混合l₁/H_∞_控制优化的辅助问题的最优化解. 还给出了优化目标值的上下界逼近.     

非线性不确定系统的H∞滑模控制

对于一类具有不满足匹配条件干扰的非线性不确定系统, 定义了H_∞ 滑模控制问题Q1.通过状态变换和状态反馈以及干扰重定义, 提出了线性系统的滑模干扰抑制问题Q2. 问题Q2 可以通过解Riccati不等式得以解决. 在一定的假设条件下, 证明了可以通过解Q2 获得Q1问题的解. 最后给出了保证滑模存在的控制律. 单机无穷大系统励磁控制的计算机仿真结果表明了该方法的有效性.     

机器人LFT变增益∞控制

针对平面两关节直接驱动机器人, 基于LMI技术提出一种设计能保证在整个运动范围内始终具有很好动态性能的LFT变增益H_∞ 控制器的新方法. 将机器人系统转化为以两关节夹角余弦值为变参数的LPV模型并表示为关于变参数的LFT结构, 利用变参数的测量值设计具有相同LFT结构的LPVH_∞ 控制器, 将此控制器的设计等价为以变参数为不确定项的LTI鲁棒控制器的设计并给出控制器可解的LMIs条件, 然后归纳出获得控制器的求解方法. 此控制器既克服了传统变增益控制器的缺陷,     

具有域极点配置的混合H2 /H∞ 滤波

解决了具有域极点配置的连续时不变系统的混合H₂ /H_∞ 滤波问题. 通过采用线性矩阵不等式 (LMI)方法描述域稳定性限制、H₂ 和H_∞ 优化, 以建立求解这个问题的总框架. 这个问题的可解性的充分必要条件由一组LMI给出. 最后用一个数字例子来说明所给出的设计方法.