基于遗传算法的多项式非线性系统静态输出反馈H_∞控制

针对非线性静态输出反馈H_∞控制设计过程复杂、难以得到全局最优解等问题,提出了一种新的控制器设计方法。采用平方和(SOS)方法分析多项式非线性系统H_∞性能;以系统L_2性能指标为目标函数,用遗传算法优化控制参数。仿真结果表明,该方法设计的控制器实现了多项式非线性系统L_2性能指标最优。     

多项式模糊系统混合H_2/H_∞控制

对于多项式模糊系统,提出一种具有公共Lyapunov矩阵的混合H_2/H_∞性能准则。基于多项式Lyapunov函数与平方和分解技术,推导出多项式模糊系统混合H_2/H_∞状态反馈控制器的存在条件。通过求解一个具有多项式平方和约束的参数极小化问题,给出了混合H_2/H_∞模糊控制器优化设计方法。     

机器人、机械手、自动调节、控制与执行机构

Y2001-62832-3038 0116053起重机器人定位性能的 H_∞控制设计=H_∞ contrd de-sign for positioning performance of gantry robots[会,英]/Yang,X.D.∥2000 IEEE American Contrd Con-ference,Vol.5.—3038～3042(NiE)当起重机器人用于象电路板装配这样精确任务时,结构振动限制了传统控制器的性能。本文提出了这类控制器的建模与控制方法,目标是达到同时快速精确的定位。文中设计了几种关节位置反馈模型匹配控制器,这些方法包括简单的比例一微分控制器和三种参数化的 H_∞控制器。其中之一的 H_∞控制器提供了最优的调节时间和降低的结构振动。     

一类时延网络控制系统的最优非脆弱H∞控制

针对一类时延网络控制系统,研究了当存在有限能量外部扰动时,系统的最优状态反馈非脆弱H_∞控制律的设计问题。通过将时延看作系统的时变参数不确定性,应用H_∞鲁棒控制理论及线性矩阵不等式(LMI)技巧,给出了具有控制增益扰动的次优非脆弱H_∞控制律存在的充分条件,提出了最优非脆弱H_∞控制律的设计方法。数值仿真例子表明了所提方法的有效性。     

航空、航天与航海工程

Y2000-62202-2737 0014036超音速飞行器的 H_2/H_∞最优控制的统一方法=Uni-fied approach to H_2 and H-infinity optimal control of hy-personic vehicles[会,英]/Naidu,D.S.& Banda,S.S.//1999 IEEE Proceedings of American Control Con-ference,Vol.4 of 6.—2737～2741(NiD)本文提出了一种能够克服设计系统在单位圆内根过分集中以及传统 Z 变换方法发生数值困难的统一方法,并将其应用于超音速飞行器的控制器设计。设计方法采用了包含系统输出的二次型 H_2/H 无穷指标,适用于连续与离散时间系统的控制器设计。参13     

T-S模糊系统非脆弱跟踪控制器设计

针对T-S模糊系统,研究了非脆弱H∞跟踪控制器的设计问题.目的是通过设计跟踪控制器使得被控闭环系统满足给定的H∞跟踪控制性能指标.本文采用线性矩阵不等式(LMI)方法,求解过程不必通过二次迭代的两步算法,所设计的控制器在一定的加性参数变化情况下,仍能保证系统的渐进稳定性.最后,通过单关节刚性机械臂系统的仿真实验表明了该方法的有效性.     

具有导数比例反馈的广义混合H2/H∞优化控制

研究具有导数比例反馈的广义系统的混合H2/H∞优化控制问题。针对一类不确定广义系统,设计了一个导数比例反馈控制器,使得闭环系统在满足鲁棒稳定的前提下,使H∞范数有界,同时使H2范数的上界达到极小。给出了该控制器存在的一个LMI充分条件。最后的数值例子进一步说明了这一设计方法的有效性。     

舰载机纵向自动着舰导引系统H∞降阶控制器设计

利用H∞控制理论设计飞机纵向着舰导引系统时，主要问题是控制器阶数过高，机载计算机难以承受。采用基于稳定准则的加性降阶法，设计了某型飞机纵向着舰导引系统H∞降阶控制器。仿真结果表明，所设计的降阶控制器可完全满足着舰系统对抗扰和精确跟踪的要求。     

不确定时滞广义系统的H∞弹性保性能控制

基于线性矩阵不等式（LMIs）方法,研究了一类不确定时滞广义系统的H∞弹性保性能控制器的设计问题。在假定控制器增益扰动范数有界的前提下,设计状态反馈控制器,使得闭环系统不仅对容许的参数不确定性保持正则,稳定,无脉冲,而且使得闭环系统性能指标具有上界的同时满足给定的H∞性能γ。以LMIs形式给出了状态反馈H∞弹性控制器的设计方法。最后,数值算例证明了该设计方法的有效性和可行性。     

基于H∞控制的倒摆平衡系统鲁棒性研究

根据H∞鲁棒控制的特点,针对参数摄动及干扰的问题,对倒立摆平衡系统进行控制。仿真研究表明：用H∞控制理论设计的控制器对其进行控制,在模型参数摄动及干扰信号作用的情况下,具有很强的鲁棒稳定性和抗干扰能力。     

LMI方法非脆弱鲁棒H∞控制器设计

研究了控制器增益在加法式摄动下的非脆弱鲁棒H∞控制问题,基于线性矩阵不等式(LMI)理论,提出了非脆弱鲁棒H∞控制器存在的充分条件,将具有控制器增益不确定性的非脆弱鲁棒控制器设计问题,化为具有线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题求解,得到了一种非脆弱鲁棒H∞状态反馈控制器的简化设计方法.所设计的控制器在容许的增益摄动下,仍能保证闭环系统的稳定性和性能要求,系统不仅具有鲁棒性而且是非脆弱的,从而使系统具有更高的可靠性.仿真结果表明了设计方法的有效性.     

大口径快摆镜鲁棒控制器设计

为了满足深空天文观测的高质量成像,对空间望远镜的系统稳像精度提出了很高的要求。大口径快摆镜(LAFSM)的控制是实现天文观测中精密稳像系统的关键,其性能决定了空间望远镜的视轴稳定精度。采用内模控制与H_∞结合的方式,设计了复合精密稳像控制系统,并对其控制性能进行了分析。仿真结果表明,控制器具有较强的稳定性和鲁棒性。     

不确定系统的鲁棒容错H∞控制

针对不确定线性连续系统,研究了执行器失效情况下的鲁棒容错H∞控制问题.利用LMI,给出了不确定线性系统对任意执行器故障均保持渐近稳定且满足给定干扰衰减指标的鲁棒容错H∞控制器存在的充要条件,讨论了参数不确定线性系统的鲁棒容错H∞控制器的设计问题.根据凸优化理论,进一步给出了鲁棒容错最优H∞控制器的线性凸优化设计算法和设计步骤.采用所设计的状态反馈控制器,当任意执行器出现故障时,闭环系统仍保持渐近稳定且满足给定的干扰衰减性能指标.数值仿真例子验证了该设计方法的可行性和有效性.     

综合火力／飞行控制系统研究：H∞控制设计

本文旨在利用H_∞控制理论,对综合火力/飞行控制系统(IFFCS)进行初步设计与分析,首先给出IFFCS的整体构造及需要设计计算的工作,然后根据国内某主动控制飞机纵向飞控系统数据,设计并计算火控系统耦合控制律,且对结果进行计算机初步仿真与分析.本文的工作不仅探讨了用H_∞控制理论设计实际系统的可行性,且结果表明了系统可实现性、直接性及性能最优等特性.     

基于自适应动态规划的未知模型非线性系统H_2/H_∞控制

提出了一种在线的自适应动态规划算法,近似求解耦合的哈密尔顿雅可比(Hamilton-Jacobi-Isaacs,HJI)方程,获得非线性系统混合H_2/H_∞控制的纳什均衡策略。通过在控制策略和干扰策略中加入已知噪声,从而不依赖系统的模型信息,得到一个求解混合H_2/H_∞控制问题的未知模型的近似动态规划算法。分别使用2个评价神经网络和2个执行神经网络,同步在线更新2个值函数、控制策略和干扰策略,神经网络未知参数通过最小二乘法进行估计。仿真结果验证了算法的可行性。     

时滞依赖型区间时滞系统非脆弱H_∞控制

针对一类状态和控制输入矩阵均为区间矩阵的不确定时滞系统,其中状态和控制输入同时具有未知但有上界的时间滞后,基于Lyapunov稳定性理论,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,讨论了该类时滞系统的时滞依赖型非脆弱H∞状态反馈控制器设计问题.在区间不确定性和控制器执行机构扰动均满足增益有界条件下,得到了该类时滞系统的满足H∞性能的一个充分条件.通过求解一个线性矩阵不等式(LMIs)组,即可获得鲁棒H∞控制器.最后对某型飞机作机动飞行仿真,仿真结果表明该鲁棒控制器设计方法是有效的.     

H_∞鲁棒方法和极点配置的飞艇纵向控制器

飞艇体积庞大,易受风干扰,对飞艇设计控制器时除了要满足动态性能指标,还要求具有一定的扰动抑制作用,因此单一的控制方法难以满足要求。充分利用极点配置和H∞鲁棒控制方法的优点,将二者综合起来对飞艇进行纵向控制器的设计,内回路通过极点配置使系统达到期望的动态指标,外回路通过设计H∞控制器抑制外部扰动,仿真结果表明该综合方法设计的控制器具有良好的动态和鲁棒特性。     

H∞技术在高速液压控制系统中的应用研究

采用高性能的TMS320LF2407DSP芯片为主处理器,针对非线性特性的液压伺服系统,利用H∞控制技术设计了一种高性能液压控制器,开发出一套新的液压伺服控制系统。同时利用H∞控制器在参数摄动的条件下具有更快的响应和更小的超调,提高了系统的稳定性和快速性,并为DSP在自控领域的实时控制提供了参考依据,得出H∞控制器具有很强鲁棒性的结论。     

基于平方和优化的多项式模糊系统H∞控制

提出一种基于平方和(SOS)优化的多项式模糊系统H∞状态反馈控制器设计方法。运用Lyapunov方法和多项式平方和分解技术, 提出一种多项式模糊系统H∞性能准则, 基于该性能准则, 推导出多项式模糊系统H∞状态反馈控制器存在的充分条件; 并进一步将控制器设计问题转化为具有平方和多项式约束的参数优化问题。理论分析和仿真结果表明了所提方法的有效性。     

基于鲁棒控制的管道噪声有源控制实验研究

以鲁棒控制理论为基础,详细研究了基于H∞鲁棒控制理论的有源控制器设计.同时,为了验证该鲁棒控制器的有效性,在消声室内以管道噪声为研究对象,进行了一系列相关实验验证.实验结果充分表明了该鲁棒控制器的控制性能.