带有不确定性的多电机卷绕系统的分散最优保性能控制

针对具有参数不确定、强耦合的多电机卷绕系统,提出一种分散最优保性能控制方法.首先,将多电机卷绕系统看成由若干动态区间子系统组成的综合系统,引入区间矩阵以处理子系统模型中的设定值改变和不确定参数;在此基础上设计基于状态反馈的分散最优保性能控制器,得到控制器存在的线性矩阵不等式(LMI)充分条件;最后以三电机卷绕系统为研究对象,对所设计的控制器进行仿真和平台实验,实验结果表明,所提出的分散最优保性能控制能有效降低控制代价,增强系统的抗干扰能力,保证张力和速度的控制精度.     

一类关联不确定离散系统的分散保性能控制

结合一个给定的二次型性能指标, 研究一类关联不确定离散大系统的分散保性能状态反馈控制器设计问题. 采用线性矩阵不等式处理方法, 导出了分散控制器存在的条件, 并给出了一组分散保性能控制器的参数化表示, 据此, 通过建立和求解一个凸优化问题给出了使得闭环性能指标的上界最小化的最优分散保性能控制器设计方法.     

不确定广义大系统分散鲁棒H∞保性能控制

针对一类状态矩阵和控制矩阵存在参数不确定的广义大系统,研究其分散鲁棒H∞保性能控制问题,系统中不确定项具有数值界,可不满足匹配条件.基于广义系统的有界实引理,应用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了不确定广义大系统存在分散鲁棒H∞保件能控制器的一个LMI条件,并用这个线性矩阵不等式系统的可行解提供了一组分散鲁棒H∞保性能控制律的参数化表示,最后用例子说明该方法的应用.     

动态区间系统的最优保性能控制--LMI方法

针对动态区间系统和一个给定的二次型性能指标,研究了其保性能控制问题,基于线性矩阵不等式(LMI)提出了最优保性能控制器设计方法,并将相关结果推广到参数不确定系统.利用功能强大的LMI工具,求解非常方便.所给实例表明,该方法用于设计动态区间系统与秩-1型参数不确定系统的最优保性能控制器,非常有效.     

一类参数不确定时滞系统的保成本控制

通过构造参数相关的李雅普诺夫函数,利用S-procedure方法研究一类具有参数不确定性和状态滞后的线性动态系统,得到了这类不确定时滞系统存在保成本控制器的充分条件.     

传感器失效下不确定离散时滞系统的静态输出反馈鲁棒可靠保成本控制

针对一类参数不确定离散时滞系统,研究了当传感器发生增益故障情况下的静态输出反馈保成本可靠控制器设计问题.系统中的参数不确定性满足广义匹配条件,传感器元件具有部分输出增益故障.根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,分别给出了含有时滞记忆和无时滞静态输出反馈保成本鲁棒可靠控制律的存在条件.通过求解由一组线性矩阵不等式所表示的凸优化问题可以得到使得闭环保成本上界最小的鲁棒可靠控制器.最后通过仿真示例说明所提出方法的正确性.     

广义系统的时滞相关非脆弱H_∞保成本控制

研究了时滞不确广义系统的时滞相关非脆弱H∞保成本控制器的设计问题。利用Lyapunov的稳定性理论和最近建立的积分不等式方法,得到了时滞不确定广义系统在非脆弱控制器作用下不仅内部渐近稳定,而且具有给定的H∞扰动抑制水平的时滞相关条件,以及相应的成本函数上界。假定其中的不确定项是范数有界的,但不需要满足严格的匹配条件.针对控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动两种情形,分别给出了非脆弱H∞保成本控制器的设计方法。这一方法不需要参数调节,利用Matlab的LMI工具箱求解方便。最后,数值仿真实例说明了所给方法的有效性。     

关联模糊大系统的保性能控制器设计:LMI方法

考虑具有参数不确定性的连续时间关联模糊大系统的保性能控制问题.基于LMI方法,给出了该不确定性模糊大系统分散状态反馈保性能控制器的设计方案.所设计的分散状态反馈保性能控制器,不但使得该不确定性模糊大系统闭环渐近稳定,而且使其二次型性能指标的上界最小.     

参数不确定广义大系统的保性能分散控制

对一类范数有界时不变参数不确定的连续广义大系统和一个二次型性能指标,研究了其保性能分散控制问题.目的是设计一状态反馈分散控制器,使得对所有容许的不确定性,闭环系统不仅是鲁棒稳定的,而且性能指标有一上界.应用线性矩阵不等式方法,给出了一个用线性矩阵不等式表达的保性能分散控制器存在的充分条件;在此条件可解时,给出了保性能分散控制律的表达式.最后,举例说明了该方法的应用.     

基于观测器的广义时滞系统弹性保成本控制

在同时考虑系统矩阵参数不确定性和控制器不确定性对系统性能影响的前提下,研究了一类基于观测器的不确定广义时滞系统的弹性保成本控制问题.基于Lvapunov稳定性理论,通过构造广义Lyapunov函数和广义二次性能指标函数,以线性矩阵不等式的形式给出了基于观测器状态反馈的弹性保成本控制器的设计方法.该控制器不仅保证了广义时滞系统是鲁棒稳定而且使其具有相应的性能指标上界.采用一种新方法将系统弹性保成本控制器设计和状态观测器增益矩阵求取转化为两组严格线性矩阵不等式的可行解问题.最后通过算例验证了该方法的可行性和有效性.     

Robust guaranteed cost control of uncertain fuzzy systems under time-varying sampling

In practice, the system is often modeled as a continuous-time fuzzy system, while the control input is applied only at discrete instants. This system is called a sampled-data control system. In this paper, robust guaranteed cost control for uncertain sampled-data fuzzy systems is discussed. A guaranteed cost control where a quadratic cost function is bounded by a certain scalar, not only stabilizes a system but also considers a control performance. A typical sampled-data control is the zero-order input, which can be represented as a piecewise-continuous delay. Here we take a delay system approach to the sampled-data guaranteed cost control problem. The closed-loop system with a sampled-data state feedback controller becomes a system with time-varying delay. First, guaranteed cost control performance conditions for the closed-loop system are given in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Such conditions are derived by using Leibniz–Newton formula and free weighting matrix method for fuzzy systems under the assumption that sampling time is not greater than some prescribed scalar. Then, a design method of robust guaranteed cost state feedback controller for uncertain sampled-data fuzzy systems is proposed. Examples are given to illustrate our robust sampled-data guaranteed cost control design.     

不确定奇异时滞系统的保性能控制

利用线性矩阵不等式方法,讨论不确定性奇异时滞系统的保性能控制问题,给出了问题可解的一个充分条件和保性能鲁棒控制器的设计,以及相应的可保性能指标.最后举例说明了所提出方法的正确性.     

不确定线性时滞系统的一种混杂状态反馈保成本控制及优化设计方法

本文研究一类不确定线性时滞系统的混杂状态反馈保成本控制及优化设计问题.假设存在有限个备选的控制增益已知的控制器,并且其中任何单一的状态反馈控制器都不能镇定系统,基于单Lyapunov函数的方法,给出了混杂状态反馈保成本控制的充分条件及优化设计方案.当备选的控制增益未知时,利用多Lyapunov函数法,同样给出混杂状态反馈保成本控制的充分条件及相应的优化设计方法.最后用仿真验证了文中方法的有效性.     

基于观测器的不确定广义时滞系统保成本控制

讨论了基于观测器的一类不确定广义时滞系统的保成本控制问题,给出了系统保成本控制器的设计方法.控制器的构造使得闭环系统是鲁棒稳定的.利用线性矩阵不等式以及Lyapunov函数方法,给出了鲁棒保成本控制器存在的充分条件以及相应的可保成本指标,并证明了这个条件等价于一组线性矩阵不等式(LM Is)的可解性问题,同时推广了已知的相关结果.最后以算例验证了设计方法的有效性.     

不确定时滞系统的模糊保成本控制

研究一类用T－S模糊模型描述的不确定时滞系统的鲁棒保成本控制问题，提出了系统存在保成本控制律的充分条件，基于LMI给出了系统设计状态反馈模糊保成本控制器的新方法，仿真结果证明了该方法的有效性。     

Delay-dependent guaranteed cost control for uncertain stochastic fuzzy systems with multiple time delays.

This paper studies the guaranteed cost control problem for a class of uncertain stochastic nonlinear systems with multiple time delays represented by the Takagi-Sugeno fuzzy model with uncertain parameters. By constructing a new stochastic Lyapunov-Krasovskii functional, sufficient conditions for delay-dependent guaranteed cost control are obtained which do not require system transformation or relaxation matrices. Conditions for the existence of an optimal guaranteed cost controller are presented in the linear matrix inequality format. Simulation examples are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed approach in this paper.     

不确定时滞系统的指定衰减度保代价可靠控制

针对一类含有时变时滞的不确定参数线性系统,研究了在执行器发生故障情况下系统具有指定衰减度的保代价可靠控制器设计问题。系统中的参数不确定性满足广义匹配条件,时变时滞及其变化率有界,执行器失效采用增益故障模型。系统的性能函数是含有指数项和故障输入项的积分二次型函数。经过适当的状态变换,将原系统的指定衰减度保代价可靠控制问题转化为另一个等价系统的保代价可靠控制问题。根据Lyapunov稳定性理论,得到了系统存在指定衰减度保代价可靠控制器应满足的一个矩阵不等式,进一步将这个矩阵不等式转化为线性矩阵不等式（LMI）,并给出了系统的保代价表达式。利用论文方法设计的指定衰减度保代价可靠控制器能够使得时滞系统对于任意允许的不确定量以及执行器故障都保持鲁棒可靠指数稳定,并且使系统具有保代价的性能指标。     

Robust finite-time guaranteed cost control for impulsive switched systems with time-varying delay

This paper is concerned with the problem of robust finite-time guaranteed cost control for a class of impulsive switched systems with time-varying delay. Firstly, the definitions of finite-time boundedness, finite-time stabilization, and robust finite-time guaranteed cost control are presented. Next, based on the average dwell-time approach, sufficient conditions on robust finite-time guaranteed cost control are obtained for the uncertain impulsive switched systems. Then, by using multiple Lyapunov-like functional method and linear matrix equality (LMI) technique, the state feedback controller is designed to guarantee that the uncertain impulsive switched system is finite-time stabilized. Furthermore, a finite-time guaranteed cost bound is given. Finally, a numerical example is shown to illustrate the effectiveness of the proposed results.     

Fuzzy guaranteed cost control for nonlinear systems with time-varying delay

This paper focuses on the problem of guaranteed cost control for Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems with time-varying delayed state. A linear quadratic cost function is considered as a performance index of the closed-loop fuzzy system. Then, the guaranteed cost control of the closed-loop fuzzy system is discussed, and the sufficient conditions are provided for the construction of a guaranteed cost controller via state feedback and observer-based output feedback. When these conditions, which are given in terms of the feasibility of linear matrix inequalities (LMIs), are satisfied, the designed state feedback controller and observer-based controller gain matrices can be obtained via a convex optimization problem. Two illustrative examples are provided to demonstrate the effectiveness of the approaches proposed in this paper.     

Optimal guaranteed cost control of a class of hybrid systems with mode-dependent mixed time delays

In this paper, the guaranteed cost control problem is investigated for a class of nonlinear systems with Markovian jumping parameters and mixed time delays. The time delays involved consist of the mode-dependent discrete time delay and the distributed time delay with mode-dependent upper and lower boundaries; the associated cost function is a quadratic function, and nonlinear functions are assumed to satisfy sector-bounded conditions. By introducing new Lyapunov–Krasovskii functionals and some analytic techniques, the sufficient conditions for the existence of guaranteed cost controllers are derived for the systems and related cost function. Moreover, a linear matrix inequality (LMI) based approach to design the optimal guaranteed cost controller is formulated to minimise the guaranteed cost of the closed-loop system. Numerical simulation is further carried out to demonstrate the effectiveness of the proposed methods.