抵御执行器故障的H∞静态输出反馈可靠控制

针对线性系统,考虑连续增益故障模型,研究了具有执行器故障的H∞静态输出反馈可靠控制问题。首先,在执行器无故障的前提下,给出H∞性能指标存在的充分条件,进而得出系统的静态输出反馈控制率。然后,基于执行器故障,重新设计静态输出反馈控制器,利用求解线性矩阵不等式的方法,完成静态输出反馈可靠控制器的设计。由此可靠控制器构成的闭环系统,使得当执行器发生故障时,也可使闭环系统的保持渐近稳定。最后的数值仿真验证了本文结果的有效性和可行性。     

输出反馈严格正实控制器设计

基于强严格正实引理，采用线性矩阵不等式方法讨论一般严格正实控制问题的解，给出了任意阶输出反馈严格正实控制器的存在条件和所有控制器的参数化形式。     

不确定系统静态输出反馈可靠控制

针对含有状态不确定项的线性系统,提出具有执行器故障的静态输出反馈控制问题。首先给出在不考虑故障时设计控制器使系统保持渐近稳定的充分条件;然后讨论对于同一系统同一控制器在考虑执行器故障时系统出现不稳定;接下来,针对同一故障模型重新设计静态输出反馈控制器使系统在发生故障后仍保持渐近稳定。最后,数值仿真验证了本文结果的有效性。     

一类线性系统区域极点配置静态输出反馈可靠控制

考虑连续线性系统,在连续增益故障模型的前提下,提出带有执行器故障的圆形区域极点配置的静态输出反馈的可靠控制问题。本文利用线性矩阵不等式(LMI) 在考虑执行器故障模型的基础上,给出圆形区域极点配置的静态输出反馈的可靠控制器存在的充分条件。通过成果的仿真,并进一步说明当系统发生故障时,正常控制的闭环系极点可能离开所给定的圆形区域,而可靠控制的闭环系统仍然会保持极点在给定的圆形区域内。从而看出对系统进行极点配置的静态输出反馈的可靠控制的必要性。     

抵御执行器故障的静态输出反馈保性能可靠控制

基于Lyapunov稳定性定律、线性矩阵不等式（LMI）技术和故障处理法等有关理论,研究了线性系统满足保性能指标的静态输出反馈可靠控制问题。首先,在不考虑执行器故障时,设计一个静态输出反馈保性能标准控制器,当执行器产生故障时,相同系统在同一控制器下,系统出现不稳定。然后,针对上述故障模型,重新设计一个静态输出反馈可靠控制器,使系统在执行器正常和发生故障时均能保持稳定,并且满足原有的保性能指标。最后,对线性化的无人机爬升阶段运动系统进行仿真,绘制系统的状态响应曲线,证明了设计方法是切实可行的。     

离散系统输出反馈H∞控制

研究了离散控制系统输出反馈H∞控制问题,已有方法对于控制系统系数矩阵要求十分严格,给出了采用输出反馈控制的新的控制器设计方法.经由相关的引理,针对不同的离散控制系统得出三个定理,将已有的输出反馈H∞控制的双线性矩阵不等式条件转换为一个线性矩阵不等式条件.可以充分利用线性矩阵不等式凸优化技术解决,输出反馈控制器设计提供更大的可行性,并且对于系统的系数矩阵要求有所降低,在一定程度上放松了已有结果的保守性.同时也说明了方法具有更大的应用范围.最后,一个仿真实例说明了算法的有效性.     

考虑执行器故障圆盘极点可靠配置

针对线性定常系统,本文提出考虑执行器故障的圆盘极点可靠配置问题．在更一般、更实际的执行器故障模型的基础上,给出了将极点配置到指定圆盘内可靠控制存在的充分条件．通过求解LMI（线性矩阵不等式）完成状态反馈可靠控制器的设计．仿真不仅验证了本文提出设计方法的可行性,而且也说明了可靠配置的必要性。     

基于LMI双故障动态输出反馈完整性控制

针对线性系统,基于线性矩阵不等式(LMI)给出了具有完整性的动态输出反馈控制器的设计方案,所得到的结论,不仅给出分别考虑执行器和传感器两类部件发生故障的完整性设计方案,而且给出了考虑执行器或传感器任何一类部件发生故障的完整性设计方案．本文使用了比离散故障模型更具有实际意义的连续故障模型．一个数值例子说明了所提方法的有效性．     

具有反馈增益摄动的网络化控制系统H控制

在考虑系统状态反馈增益发生加性不确定摄动的情况下,基于线性矩阵不等式（LMI）方法,研究了具有网络诱导时延的网络化控制系统（NCS）H非脆弱控制器的设计问题．以线性矩阵不等式形式给出控制器存在的充分条件,通过求解LMI得出控制器参数．数值示例表明,当其控制器增益不确定时,所提H非脆弱控制器仍保证NCS渐近稳定,并具有所期望的H性能;而当控制器增益不确定时,由H鲁棒控制控制器控制的NCS将不稳定．     

线性系统静态输出反馈镇定的LMI方法

利用无约束条件的线性矩阵不等式（LMI）研究了W－问题和P－问题,而后者的解可用来设计静态输出反馈（SOF）镇定控制,作为一个应用考虑了不确定系统的静态输出反馈问题,给出了依赖于LMI条件的SOF设计方法。     

模糊奇异摄动系统动态输出反馈H∞控制

针对一类非线性奇异摄动系统,建立了基于T-S 模糊模型的模糊奇异摄动系统模型．通过李亚普诺夫 方法和Schur 补定理,研究其动态输出反馈H∞控制．将系统动态输出反馈H∞控制器设计归结为求解一组与摄动参 数e 无关的线性矩阵不等式,避免了由e 引起的数值求解的病态问题．所获得的控制器使闭环系统渐近稳定,并达 到了给定的H∞性能指标．该方法适用于标准和非标准非线性奇异摄动系统．仿真实例说明了该方法的有效性     

基于故障诊断观测器的输出反馈容错控制设计

针对自适应故障诊断观测器需要误差系统满足苛刻的严格正实条件(Strictly positive real, SPR)和难于处理输出存在扰动的不确定性系统等问题, 提出了一种新型的增广故障诊断观测器的设计方法, 不仅显著地拓宽了自适应故障诊断观测器的适用范围, 而且其具有处理系统扰动的良好性能. 在故障估计的基础上, 提出了动态输出反馈容错控制的设计方法, 避免了基于观测器的状态反馈容错控制的设计难点. 同时, 故障诊断观测器和输出反馈容错控制是分开设计的, 并且又考虑了各自的性能, 简化了设计过程. 最后, 通过仿真实验验证了所提方法的有效性.     

动态输出反馈鲁棒模型预测控制

研究了具有多包不确定性和有界噪声的系统的动态输出反馈鲁棒模型预测控制的综合方法.系统为准线性参数时变的,即系统时变参数在当前时刻精确已知,但在将来时刻未知.采用二次有界概念刻画扩展闭环系统的稳定性.本文主要创新在于提出了一种辅助优化方法,从而为下个采样时刻的主优化问题提供可靠的真实状态的界.通过连续搅拌釜式反应器控制系统验证了该方法的有效性.     

Dynamic Output Feedback Control of Switched Linear Systems

This paper is devoted to stability analysis and control design of switched linear systems in both continuous and discrete-time domains. A particular class of matrix inequalities, the so-called Lyapunov--Metzler inequalities, provides conditions for open-loop stability analysis and closed-loop switching control using state and output feedback. Switched linear systems are analyzed in a general framework by introducing a quadratic in the state cost determined from a series of impulse perturbations. Lower bounds on the cost associated with the optimal switching control strategy are derived from the determination of a feasible solution to the Hamilton--Jacobi--Bellman inequality. An upper bound on the optimal cost associated with a closed-loop stabilizing switching strategy is provided as well. The solution of the output feedback problem is based on the construction of a full-order linear switched filter whose state variable is used by the mechanism for the determination of the switching rule. Throughout, the theoretical results are illustrated by means of academic examples. A realistic practical application related to the optimal control of semiactive suspensions in road vehicles is reported.     

直流变流器的输出反馈动态面控制

在直流变流器控制性能优化问题的研究中,针对负载不确定的Buck型直流变换器模型,采用自适应动态面方法设计控制器,使其输出电压能准确地跟踪参考电压,解决不确定负载对系统稳定性的影响和输入受限问题,另外本设计中的控制器无需测量电感电流,达到节约成本减少误差的目的.运用动态面法将一阶滤波器引入到反步法的设计中,克服传统反步法中方程项数的膨胀和复杂的求导问题,对系统不确定因素有良好的自适应性.设计状态观测器实现输出反馈控制,减少一个状态变量的测量.考虑输入受限问题,引入一个辅助控制变量,保证系统输入在指定范围内.由李亚普诺夫稳定理论证明该闭环系统是一致最终有界的,跟踪误差收敛在原点附近的较小邻域内,仿真结果验证了控制器的有效性.     

配置区域极点的约束方差动态输出反馈控制

在随即控制问题中,控制系统的稳态状态方差及闭环极点是分别表征控制系统稳、暂态特性的两个重要性能指标.这里所研究的是,设计一个动态输出反馈控制器,使闭环系统的稳态状态方差不大于允许的上界,同时闭环极点位于期望的圆形区域中.文中给出了期望控制器的存在条件及其解析表达式,并提供了相应的数值例子.     

离散LPV重复过程的l2-l∞ 动态输出反馈控制

探究离散线性参数变化(LPV) 重复过程的l₂-l_∞ 动态输出反馈控制问题. LPV 重复过程是一类复杂的时变2D 系统. 对于整个参数变化空间, 传统方法是基于二次稳定框架设计过程的控制器, 具有较大的保守性. 这里利用参数依赖Lyapunov 函数, 设计离散LPV 重复过程的参数依赖鲁棒l₂-l_∞  动态输出反馈控制器, 可确保闭环离散LPV 重复过程沿通道渐近稳定, 且具有一定的l₂-l_∞  扰动抑制水平. 最后, 仿真结果验证了所提出方法的有效性.

     

基于输出反馈网络化控制系统鲁棒容错控制

研究了一类具有时延不确定性的网络化控制系统的鲁棒容错控制问题.针对以往控制器大多采用状态反馈的形式,而对功能和结构复杂的网络化控制系统全部状态往往难于测取,因而状态反馈形式的控制器在应用中会受到限制,完整性问题的结果也主要基于0-1故障模型.采用动态输出反馈控制策略,针对网络化控制系统的时延和不同步对系统产生的影响,基...