非线性时滞关联大系统的分散控制

研究了一类带有时变时滞的双线性关联大系统的分散状态反馈控制问题.通过定义新型的Lyapunov函数,导出了闭环关联大系统时滞相关渐近稳定的充分条件.通过并行分布补偿算法(PDC)和求解线性矩阵不等式得到分散模糊控制器.理论证明和仿真例子都说明在所设计控制器的作用下,关联大系统是渐近稳定的.     

基于T-S双线性模型的非线性关联大系统的分散控制

对一类由Takagi-Sugeno(T-S)双线性模型描述的非线性关联大系统,研究了其分散状态反馈控制问题.根据Lyapunov稳定性分析理论和并行分布补偿(PDC)算法,导出了闭环关联大系统渐近稳定的充分条件,该条件比现有结果具有更小的保守性.设计出了相应的分散模糊控制器,并将其转化成为一个受线性矩阵不等式(LMIs)约束的凸优化问题.最后,通过仿真例子验证了所提方法的有效性.     

一种输入饱和受限系统的自适应逆控制

大部分执行器输入都是受约束的，若直接将控制信号输入被控对象，往往造成控制质量变坏，甚至导致控制失败．提出了一种约束自适应逆控制方法，当输入幅值受到饱和约束时，将饱和器与被控对象看作新的对象进行逆建模，并通过构造Lyapunov函数，得出新的控制器权值更新公式，且保证控制系统的稳定性，从而使饱和的影响降到最小．水箱温控系统的仿真实例表明了算法的有效性及对输入噪声的鲁棒性．     

不确定性高阶关联大系统的分散变结构调节器设计

提出一种适用于不确定性高阶关联大系统的分散变结构调节器设计方法。所考虑的系统不确定性因素包括系统内部参数摄动、高阶关联变化和外部干扰。该设计方法的主要优点是在分散控制律中引入了对系统不确定性高阶关联及扰动上界的自适应估算方法,因而在控制系统设计时不需要预先确定系统不确定性变化的上界,进一步增强了控制系统对不可预知系统扰动的鲁棒性。仿真结果表明了该方法的有效性。     

关联大系统的分散模型参考自适应控制

本文针对一类由相互关联的子系统组成的大规模互联系统,提出了一种新的分散鲁棒模型参考自适应控制方法。考虑各子系统存在有界扰动时的情况,为了增强系统的鲁棒性,改进了自适应控制结构;并且,采用大系统稳定性分析的分解－集结”方法,对整个关联大系统的全局稳定性进行了分析和证明。同有关文献相比较,本文的方法可用于参考模型输入和扰动为任意有界函数的情况。因而它更具有一般性和实用性。最后,利用MATLAB对一实际大系统进行了仿真。仿真结果表明,本文所提方案有效地增强了系统的鲁棒性、提高了系统性能     

一种输入饱和受限系统的自适应逆控制

大部分执行器输入都是受约束的,若直接将控制信号输入被控对象,往往造成控制质量变坏,甚至导致控制失败.提出了一种约束自适应逆控制方法,当输入幅值受到饱和约束时,将饱和器与被控对象看作新的对象进行逆建模,并通过构造Lyapunov函数,得出新的控制器权值更新公式,且保证控制系统的稳定性,从而使饱和的影响降到最小.水箱温控系统的仿真实例表明了算法的有效性及对输入噪声的鲁棒性.     

广义大系统的解耦和分散控制

研究广义大系统的解耦和分散镇定问题.提出一种递阶形式的线性广义大系统,在这种形式下,每个子系统仅与"低层"子系统耦合,整个大系统的正则性、稳定性、脉冲性和能控性分别等价于子系统的正则性、稳定性、脉冲性和能控性.然后,给出一个基于图论的解耦算法,把一般的广义大系统分解成递阶形式.经证明,我们所给的方法是行之有效的.     

具有饱和输入的线性系统的全局镇定

通过对具有饱和输入的线性系统的全局镇定问题的研究,得到了这种系统可利用线性状态反馈全局镇定的一个充分条件,并且证明了其线性反馈控制律可以通过求解代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程得到。     

基于Backstepping设计的非线性大系统模糊自适应输出反馈分散控制

针对一类高频增益符号未知,仅有输出可测的非线性大系统提出了一种模糊自适应Backstepping分散控制方法。在backstepping递推设计中,采用模糊逻辑系统逼近未知非线性函数,利用Nussbaum增益方法解决未知高频增益符号未知问题。利用所提出的模糊自适应分散控制方法,可以使得闭环系统的信号是一致终结有界（UUB）。仿真实例进一步验证了所提方法的有效性。     

具有输入饱和的时滞系统的相关稳定性分析

讨论了具有输入饱和的时滞系统的时滞相关稳定与镇定问题。利用自由权矩阵方法,获得了闭环系统基于线性矩阵不等式(LMI)的时滞相关稳定化条件,同时给出了无记忆状态反馈控制器的设计方法。最后,数值实例表明了所给方法的有效性。     

具有输入饱和因子的广义系统BIBO稳定性控制

针对实际控制系统中普遍存在的饱和非线性现象，讨论了一类具有输入饱和因子的广义系统BIBO稳定性控制问题，借助于大系统分解定理，对具有输入饱和因子的广义系统进行综合，首先给出闭环系统状态轨线的解析表达式，利用范数不等式性质，基于Bellman-Gronwall's inequality定理，导出闭环系统BIBO稳定的判别条件，并给出相应的控制器设计算法，所给算法克服了以往结果在控制律设计过程中需要人为设定参数，不断试凑，具有盲目性的不足，结合实际控制系统中饱和非线性具有扇形特性的特点，本文提出了改进的方案，最后给出了数值例子，以验证所提出方法和有效性，并对该领域的进一步研究进行展望。     

On guaranteed cost control of linear systems with input saturation

This work studies the problem of control design for linear systems with input saturation.It is well known that integral quadratic constraints(IQC) can be used to describe input saturation and that the use of IQC in analysis can lead to less conservative performance bound and larger domain of attraction.In this work,it is shown that a class of commonly used IQCs may not help in control synthesis.That is,the use of these IQCs does not enlarge the guaranteed domain of performance for synthesis.     

可规定性能的输入受限非线性系统反步控制

针对具有不可直接测量状态和控制方向未知的输入受限非线性系统的跟踪问题,提出一种基于模糊状态观测器的反步控制方法.首先采用模糊状态观测器估计被控系统中的不可测量状态;然后利用具有光滑特性的双曲正切函数和Nussbaum增益函数对控制器的饱和问题进行处理,根据可规定误差面性能技术对输出跟踪误差的边界进行限定;最后将反步法和动态面法相结合设计鲁棒控制器.运用Lyapunov理论对系统的稳定性能进行了分析,证明闭环系统的所有信号最终半全局一致有界.以具有参数不确定性和存在外界未知有界干扰的高超声速飞行器纵向运动为仿真模型,仿真结果验证了所提算法的有效性.     

On guaranteed cost control of linear systems with input saturation

This work studies the problem of control design for linear systems with input saturation.It is well known that integral quadratic constraints（IQC） can be used to describe input saturation and that the use of IQC in analysis can lead to less conservative performance bound and larger domain of attraction.In this work,it is shown that a class of commonly used IQCs may not help in control synthesis.That is,the use of these IQCs does not enlarge the guaranteed domain of performance for synthesis.     

Decentralized H∞ state feedback control for large-scale interconnected uncertain systems with multiple delays

Decentralized H∞ control was studied for a class of interconnected uncertain systems with multiple delays in the state and control and time varying but norm-bounded parametric uncertainties. A sufficient condition which makes the closed--loop system decentralized asymptotically stable with H∞ performance was derived based on Lyapunov stability theorem. This condition is expressed as the solvability problem of linear matrix inequalities. The method overcomes the limitations of the existing algebraic Riccati equation method. Finally, a numerical example was given to demonstrate the design procedure for the decentralized H∞ state feedback controller.     

输入限幅下的迭代学习控制

基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ－ｌｉｋｅ方法,提出在有限作业区间上实现跟踪的带限幅的迭代学习控制器设 计．针对含有非参数化及部分参数化不确定性的非线性系统,设计鲁棒迭代学习控制器,但该方法 不要求已知不确定特性的范数界．针对参数化不确定非线性系统,设计自适应迭代学习控制器．在 系统满足有界输入有界状态（ＢＩＢＳ）假设条件及控制输入饱和限幅作用下,统一对上述三类系统进 行分析．理论分析结果表明：该方案可保证闭环系统中所有变量的有界性,并且跟踪误差能够在整 个作业区间上收敛到零,实现完全跟踪．仿真验证了该算法的有效性．     

Decentralized H∞ state feedback control for large-scaleinterconnected uncertain systems with multiple delays

Decentralized H∞ control was studied for a class of interconnected uncertain systems with multiple delays in the state and control and time varying but norm-bounded parametric uncertainties. A sufficient condition which makes the closed-loop system decentralized asymptotically stable with H∞ performance was derived based on Lyapunov stability theorem. This condition is expressed as the solvability problem of linear matrix inequalities. The method overcomes the limitations of the existing algebraic Riccati equation method. Finally, a numerical example was given to demonstrate the design procedure for the decentralized H∞ state feedback controller.     

广义扩展大系统的鲁棒分散有限时间关联镇定

研究一类广义扩展大系统的分散有限时间鲁棒关联镇定问题。建立了扩展广义大系统的数学模型,利用稳定性理论和线性矩阵不等式方法推导了扩展后大系统基于状态反馈和动态输出反馈的分散有限时间关联镇定的充分条件,在不改变原广义大系统分散控制律的基础上给出了满足条件的新加入子系统的鲁棒分散关联镇定控制器设计方法。采用一个广义互联系统数值算例对提出的设计方法进行了仿真研究,结果显示扩展系统可以被有限时间关联镇定,从而验证了该方法的可行性和有效性。     

时变不确定性关联系统的分散鲁棒自适应控制

研究了时变不确定性关联系统的分散鲁棒自适应控制方法，考虑了包括参数不确定性、输入扰动和关联不确定性的系统，系统的不确定性假设为有界，但其界未知．系统的控制分为不确定项界的自适应估计和鲁棒控制两部分．对一互耦双倒立摆系统进行了仿真，结果证实了算法的有效性．     

具有输入饱和的轧机液压伺服系统鲁棒自适应控制

针对具有参数不确定、非线性和输入饱和问题的轧机液压伺服位置系统,提出一种鲁棒白适应backstepping控制策略。首先,定义一个光滑函数估计饱和函数;为获得稳定的控制输入信号,对被控对象进行增维。其次,利用backstepping方法进行控制器的设计,其中,为处理估计函数的偏微分引入了Nussbaum型函数。最后基于Lyapunov方法证明了闭环系统的所有信号是一致终结有界的。仿真结果表明,该方法能够有效抑制输入饱和对系统造成的不良影响,并能保证系统对参数慢时变具有较强的鲁棒性。