基于分段连续Lyapunov函数的采样系统鲁棒保性能控制

针对不确定采样控制系统的鲁棒保性能控制问题,首先将采样系统描述为跳变线性系统,基于矩阵凸组合思想构造了分段连续Lyapunov函数,进而在线性矩阵不等式框架内给出了不确定采样系统鲁棒稳定的条件.针对范数有界参数不确定采样系统,提出了鲁棒保性能控制器设计的在线算法,在每个采样周期内通过求解一组线性矩阵不等式的可行解来构造出状态反馈增益矩阵.最后的仿真算例验证了所提设计方法的有效性.     

基于观测器具有不确定性的鲁棒保性能控制

在鲁棒性控制问题的研究中,针对系统状态不可测的具有范数有界不确定性和外界干扰的线性系统,其求解过程繁琐,某些参数选取不当.为了保证闭环系统的稳定性,提出一种基于观测器的鲁棒 H∞保性能控制方法.根据李亚普诺夫原理和H∞理论,获得鲁棒H∞保性能控制器存在的一个充分性条件,用矩阵奇异值分解方法,将控制器和观测器存在条件转化为求解一个线性矩阵不等式的可行性.通过凸优化方法,获得最优的线性二次型性能指标和 H∞性能指标.进行仿真的结果表明,上述方法求解简单,稳定性好,验证了所提方法的有效性.     

线性不确定系统多目标鲁棒保代价控制

针对一类线性范效有界不确定系统，讨论其多目标鲁棒保代价控制问题，所设计的状态反馈控制器对所有容许的不确定性，保证闭环系统的稳定性，并在非劣(Pareto最优)的意义下，优化多目标代价函数的上界，通过加权因子的选择来解决不同目标之问的竞争问题，采用线性矩阵不等式方法，将问题转化为一个线性凸优化算法，数值仿真算例说明了所提出方法的可解性和有效性。     

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.     

时变不确定切换广义系统的鲁棒最优保性能控制

针对一类时变参数不确定切换广义系统,对其鲁棒最优保性能控制问题进行研究,假定其中的时变不确定性项是范数有界的,但不需要满足匹配条件。通过构造广义Lyapunov函数和线性矩阵不等式方法,给出系统鲁棒最优保性能控制器存在的充分条件。进一步,建立一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,得到鲁棒最优保性能控制律及闭环性能指标上界。最后用示例说明该方法的有效性。     

不确定性时滞系统H∞鲁棒保性能控制

在Riccati不等式的基础上,给出鲁棒保性能H∞不确定性时滞系统的定义.然后以性能指标上界最小为优化命题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以及时变时滞保持渐近稳定,而且具有给定H∞干扰衰减度以及保性能上界最优.数值实例及仿真结果表明了该方法的有效性和可行性.     

鲁棒H∞保成本控制在污水处理系统中的应用

以某污水厂污水处理系统为例,设计了活性污泥系统的一种鲁棒H∞保成本控制模型.对其进行了动态性能分析,确定了状态反馈控制策略,并改善了系统的稳定性.最后,应用所设计的鲁棒H∞保成本控制器进行仿真研究,结果表明本文设计方法的可行性及有效性.     

直升机鲁棒保性能控制律设计

考虑直升机在飞行包线内模型参数的变化及不确定性影响,设计了鲁棒保性能控制律;根据直升机一个标称状态点构造出了参数不确定性矩阵,利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式方法给出了控制器存在的充分条件及参数化设计方法,进行直升机三轴姿态稳定保性能控制律的设计;仿真结果表明,所设计的控制器满足三轴姿态稳定要求且具有很好的鲁棒性。     

近空间飞行器多模型鲁棒保性能软切换控制

针对可变机翼后掠角的近空间飞行器,提出一种多模型鲁棒保性能软切换控制方法.首先,将非线性系统的工作空间划分为若干区域,在每一区域建立局部T-S模糊模型;然后,根据性能指标利用广义系统的方法,设计局部鲁棒保性能控制器,从而大大减少了计算量,由于控制器在模糊了的边界处进行切换,保证了系统状态在切换过程中的平滑性;最后,对近空间飞行器在变机翼过程中的姿态进行控制,仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

不确定离散时滞系统的动态输出反馈鲁棒保性能控制

研究不确定离散时滞系统的动态输出反馈保性能控制问题, 通过引入动态输出反馈补偿器, 采用线性矩阵不等式的方法, 导出了系统存在保性能控制律的充分条件. 数值算例说明了其有效性.     

不确定离散系统的输出反馈保性能控制

对一类具有范数有界时变参数不确定性的离散时间系统，研究设计一个输出反馈保性能控制器，使得闭环系统对所有允许的不确定性渐近稳定，且闭环性能指标值不超过某个确定的上界。基于线性矩阵不等式处理方法，证明了保性能控制器的存在性等价于一个线性矩阵不等式的可行性，并用该线性矩阵不等式的可解给出了控制器的构造方法和闭环性能指标的上界。     

Optimal guaranteed cost control of discrete-time uncertain linear systems

This paper considers the problem of constructing a controller which quadratically stabilizes an uncertain system and minimizes a guaranteed cost bound on a quadratic cost function. The solution is obtained via a parameter-dependent linear matrix inequality problem. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

Design of adaptive robust guaranteed cost controller for wind power generator

According to the increasing requirement of the wind energy utilization and the dynamic stability in the variable speed variable pitch wind power generation system, a linear parameter varying (LPV) system model is established and a new adaptive robust guaranteed cost controller (AGCC) is proposed in this paper. First, the uncertain parameters of the system are estimated by using the adaptive method, then the estimated uncertain parameters and robust guaranteed cost control method are used to design a state feedback controller. The controller’s feedback gain is obtained by solving a set of linear matrix inequality (LMI) constraints, such that the controller can meet a quadratic performance evaluation criterion. The simulation results show that we can realize the goal of maximum wind energy capture in low wind speed by the optimal torque control and constant power control in high wind speed by variable pitch control with good dynamic characteristics, robustness and the ability of suppressing disturbance.     

网络化非线性系统的非脆弱保性能控制

对具有对数量化和马尔可夫链数据包丢失的网络化Lipschitz非线性系统的非脆弱保性能控制问题进行研究。将网络化控制系统描述为马尔可夫跳变系统,根据Lyapunov稳定性理论,以线性矩阵不等式形式给出网络化Lipschitz非线性系统具有加性和乘性摄动的非脆弱保性能控制器存在的充分条件,控制器增益矩阵可通过解一组线性矩阵不等式求出。数值算例验证了该方法的有效性。     

Non-fragile guaranteed cost fuzzy control for nonlinear first-order hyperbolic partial differential equation systems

This paper concerns the non-fragile guaranteed cost control for nonlinear first-order hyperbolic partial differential equations (PDEs), and the case of hyperbolic PDE systems with parameter uncertainties is also addressed. A Takagi–Sugeno (T–S) fuzzy hyperbolic PDE model is presented to exactly represent the nonlinear hyperbolic PDE system. Then, the state-feedback non-fragile controller distributed in space is designed by the parallel distributed compensation (PDC) method, and some sufficient conditions are derived in terms of spatial differential linear matrix inequalities (SDLMIs) such that the T–S fuzzy hyperbolic PDE system is asymptotically stable and the cost function keeps an upper bound. Moreover, for the nonlinear hyperbolic PDE system with parameter uncertainties, using the above-design approach, the robust non-fragile guaranteed cost control scheme is obtained. Furthermore, the finite-difference method is employed to solve the SDLMIs. Finally, a nonlinear hyperbolic PDE system is presented to illustrate the effectiveness and advantage of the developed design methodology.     

线性分式不确定系统保成本控制及其鲁棒界

研究线性分式不确定系统的动态输出反馈保成本控制.采用线性矩阵不等式(LMI)方法证明了保成本控制器存在的充分必要条件等价于一个LMI可解性问题,通过该条件将求解闭环系统的成本函数上界的最小值问题转化为一个凸优化问题,利用该凸优化问题的解,得到动态输出反馈控制器的增益矩阵,并且给出了摄动参数允许最大摄动界的一种算法.     

不确定非线性系统的鲁棒耗散性与保性能控制

考虑了不确定仿射非线性系统的鲁棒耗散性与保性能控制问题,不确定性范数有界,不满足匹配条件.基于HJI不等式,设计了状态反馈控制器.当扰动存在时,控制器能使系统达到耗散,当扰动为零时,所设计的控制器使系统对于给定的性能函数具有上界,最后研究了不确定线性系统的保性能与耗散性控制情形.