稳定化的有限频段H∞控制及有限频段跟踪问题

基于GKYP引理的动态输出反馈设计,未保证设计后闭环系统的稳定性。针对以小增益作为指标的有限频段动态输出反馈问题,在不增加新变量的前提下,增加稳定性约束,使得设计后的闭环系统渐近稳定且满足有限频段性能指标。针对增加约束后难以找到可行解的情况,基于零空间条件的不惟一性,补充了另一种零空间条件,从而扩大了问题的可行域。将改进后的方法应用于有限频段跟踪问题的研究,通过仿真例子验证,有限频段动态输出反馈虽然存在保守性,但在合理选择基矩阵R的情况下,仍然可以使得其保守性小于传统的全频段最优H∞控制的保守性。     

鲁棒输出反馈控制器设计

研究了满足匹配条件的 不 确定线性系统鲁棒输出反馈控制器的设计问题，。首先推导了受约束Ｌｙａｐｕｎｏｖ问题的两个构造性结论，基于此，给出输出反馈控制器的设计。最后的算例表明了该方法的有效性。     

空间关联系统的分布式输出反馈控制器设计

讨论了一类由若干个连续时间线性系统组成的强耦合的空间关联系统的分布式控制器设计问题. 该类系统在实际中有广泛应用, 如高速路车辆控制系统, 电网系统及计算机网络系统. 提出了混合Lyapunov判据和混合有界实引理对该类大系统的稳定性和H无穷性能进行了分析. 给出了基于LMI的分布式动态输出反馈控制器设计方法, 从而保证了闭环大系统的稳定性和H无穷性能. 在控制器的求解过程中, 引入了更为高效和计算可靠性更高的变量替换法进行求解, 试验结果表明, 一些通过消元法无解的问题借助变量替换法可以得到很好的解决. 最后, 通过具体实例说明了分布式控制系统在动态性能指标上优于分散控制系统.     

比例导数输出反馈控制器的设计

在研究广义系统的容许性问题时,不难发现脉冲能导致系统状态在初始时间的无限跳跃,这可能摧毁系统,而导数反馈所发挥的作用主要体现在消除脉冲行为的能力更加有效。基于线性矩阵不等式和控制理论,针对带有比例导数项的输出反馈消除广义系统的脉冲行为,研究广义系统的容许性问题。并给出比例导数输出反馈控制器的设计方法。最后用一个数值算例说明该方法的有效性。     

网络控制系统动态输出反馈控制

考虑传感器到控制器信道上的丢包和时延以及控制器到执行器信道上的时延,该文研究了连续时间网络控制系统动态输出反馈控制问题。通过考虑量测输出到达时刻的非均匀分布特性并引入线性估计方法估计量测输出,建立了新的网络控制系统模型。基于新建模型,给出了动态输出反馈控制器设计准则。最后通过数值例子验证了该文提出了控制器设计方法的有效性。     

鲁棒输出反馈控制系统设计

本文利用文献[10]中提出的线性系统特征结构配置结果和Hellman-Feynman定理,导出了输出反馈系统闭环极点关于开环矩阵中受扰元素灵敏度的参数表达式,并在此基础上给出了具有最小闭环极点灵敏度的输出反馈控制系统设计的一个算法.该算法简单、有效,且具有较好的"最优性".     

结构振动的时滞输出反馈控制器设计

研究结构振动的时滞输出反馈控制,通过部分可测输出量实现整个系统的主动振动控制．首先将系统的运动微分方程改写成状态空间模型,其控制输入中存在时滞．再利用一个线性项加积分项的变换将原时滞输入系统转化成无时滞的形式．在此基础上,应用输出反馈原理和合理的性能指标设计出系统的控制律．最后以一个三层建筑结构为例,研究系统在地震载荷下的动态响应．在数值计算中,时滞量取为采样周期的整数倍,积分步长取为采样周期．仿真结果表明,本文提出的时滞输出反馈控制律是有效且实用的．     

最优鲁棒输出反馈控制器参数化设计

本文提出了一种输出反馈控制器设计的参数化方法，同时利用投影定理给出了一个鲁棒性能指标，然后选择所得到的自由参数使上述鲁棒性能指标最小而获得输出反馈的最优鲁棒设计。     

基于对策论的鲁棒输出反馈控制器设计

本文研究了参数不确定下鲁棒输出反馈控制器的设计问题.利用对策论思想,将极小极大意义下的鲁棒控制器设计问题转化为优化求解、验证鞍点条件和鲁棒稳定性分析,得到了转换的条件,最后给出了一个例子来说明控制器的设计过程.     

具有未建模动态和输出约束系统的自适应输出反馈控制

针对一类具有未建模动态和输出约束的输出反馈非线性系统, 提出一种自适应输出反馈动态面控制方案. 利用神经网络逼近未知连续函数, 分别设计K滤波器和动态信号估计不可测量的状态, 并处理动态不确定性. 引入障碍李雅普诺夫函数并设计自适应控制器以保证BLF有界, 从而实现输出约束. 理论分析表明, 闭环控制系统是半全局一致终结有界的, 且满足输出约束, 仿真结果验证了所提出方案的有效性.     

随机时延网络控制系统的H∞输出反馈控制器设计

研究了一类具有随机通讯时延的网络控制系统的控制器设计问题.同时考虑了控制器和执行器之间,控制器和传感器之间这两类由于有限网络带宽而出现的随机传输时延.采用满足Bernoulli分布的二进制序列来描述数据传输的随机时延.利用矩阵不等式方法给出了动态输出反馈控制器存在的充分条件,所设计的控制器使得闭环系统是均方意义下指数稳定并具有给定的H∞性能.采用SLPMM(sequentially linearprogramming matrix method)给出了控制器的求解算法.仿真算例说明该方法的有效性.     

一类不确定非线性系统的模糊动态输出反馈控制

利用模糊T－S模型对一类不确定非线性系统进行模糊建模,在此基础上研究基于观测器的模糊动态输出反馈控制,给出了模糊闭环系统二次稳定的充分条件及其反馈控制增益和观测器的求法,以及输出反馈控制器的设计方法,仿真结果证明所提出的控制方法是有效的。     

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.     

经输出动态反馈的非线性奇异系统输出调节问题

讨论非线性奇异系统的输出调节问题,在没有可正常化的假设条件下,给出了降阶的正常状态空间的输出动态反馈控制器的设计,并导出了这种控制器存在的充分必要条件.     

严格反馈随机非线性系统风险灵敏度输出反馈控制器设计

研究了一类严格反馈随机非线性系统的输出反馈设计问题.在无限时区风险灵敏度指标下,应用积分反推(integrator backstepping)技术,设计了控制器.所设计的控制器能够保障对任意风险灵敏度系数具有任意小的指标,并且闭环系统为概率意义下有界的.特别地,所设计的控制器还能保证控制器的平衡条件.仿真例子验证了理论结果的正确性.     

具有输入饱和的轧机液压伺服系统鲁棒动态输出反馈控制

针对具有状态不可测、参数不确定和输入饱和的轧机液压伺服位置系统,提出一种基于anti-windup的抗饱和鲁棒动态输出反馈控制算法.首先,应用Finsler引理,将闭环系统稳定的充分条件转化为LMI条件,并解得控制器参数矩阵;然后,综合考虑系统的干扰抑制能力和稳定域大小,求解优化问题,得到anti-windup增益矩阵.可以证明,所设计的控制器能够保证闭环系统一致有界稳定,并具有鲁棒 ∞性能.将所提出的算法应用于某650 mm可逆轧机液压伺服位置系统中进行仿真,其结果验证了所提出算法的有效性.     

非线性系统输出反馈控制

本文针对一般非线性系统,构造了迭代学习观测器,基于该迭代学习观测器的状态和可调参数设计了输出反馈控制律,通过选择可调参数自适应调节律的适当形式,保证了整个系统的渐近稳定性和输出反馈控制律的有界性。计算机模拟显示所提出方法的有效性。     

统一混沌系统的输出反馈控制器设计

利用输出反馈研究了一类统一混沌系统平衡点渐进稳定问题.基于李亚普诺夫稳定理论,线性矩阵不等式方法及不等式技巧,分别用两输入单输出和单输入单输出反馈设计控制器,解决了状态不可测情况下统一混沌系统的控制问题.即使得混沌系统的状态渐进趋于给定的任一平衡点.与现有文献结果相比,所设计的控制器,反馈增益小,结构简单,保守性小.最后以Lorenz系统为例作了仿真,仿真结果表明了该控制器的有效性.     

执行器有故障的多输入单输出系统的自适应输出反馈控制

对一类控制增益符号未知且执行器有故障的输出反馈多输入单输出非线性系统,提出了一种后推容错控制方案.该方案在系统状态不可量测的情况下,利用Nussbaum函数处理符号未知的常数增益,并通过构造K-滤波器来估计了系统不可量测的状态.在容错控制器设计过程中,引入变能量函数来处理利用虚拟控制律所无法抵消的部分.与现有研宄成果相比,放宽了未知增益需要上下界均为已知的假设条件.最后,通过选取合适的李雅普诺夫函数,证明了闭环系统所有信号半全局一致终结有界,且跟踪误差收敛到原点的一个小邻域内.仿真结果表明了所提控制方法的有效性.     

最优鲁棒输出反馈控制器参数化设计

本文提出了一种输出反馈控制器设计的参数化方法,同时利用投影定理给出了一个鲁棒性能指标,然后选择所得到的自由参数使上述鲁棒性能指标取最小而获得输出反馈的最优鲁棒设计。