用LMI方法设计不确定关联时滞大系统H∞容错控制器

针对关联项具有N×N个任意未知常时滞的不确定线性连续大系统,在执行器失效的情况下,提出了一种分散的鲁棒H∞容错控制器的设计方法,通过假设可能失效执行器的输出信号为能量有界的干扰输入信号,不确定关联时滞大系统的容错控制问题转化为分散的鲁棒H∞控制问题.控制器可以通过解线性矩阵不等式给出,因而具有数值易解性.最后用一个数值例子验证了该设计方法的有效性.     

不确定时变时滞系统的指数稳定鲁棒H_∞可靠控制

针对一类含有时变时滞的参数不确定线性系统,研究了在执行器发生故障情况下系统指数稳定的鲁棒H∞可靠控制器设计问题.根据Lyapunov稳定性理论,给出了系统存在指数稳定鲁棒可靠控制器应满足的一个矩阵不等式;同时给出了系统具有H∞性能指标应满足的另一个矩阵不等式.论文将这两个矩阵不等式转化为两个线性矩阵不等式（LMIs）.利用论文方法设计的指数稳定鲁棒H∞可靠控制器能够使得时滞系统对于任意允许的不确定性以及任意执行器失效都保持鲁棒可靠指数稳定,并且使系统具有指定H∞范数的干扰抑制能力.仿真结果表明了该控制器设计方法的有效性.     

具有输入滞后的不确定系统时滞依赖鲁棒H∞可靠控制

讨论了一类具有输入时变时滞不确定系统,研究了在执行器发生故障情况下系统全局渐进稳定的鲁棒H∞可靠控制设计的问题.首先建立了包含参数不确定、控制输入滞后、执行器故障等的系统状态模型;然后根据Lya-punov稳定性理论,推导出系统存在时滞依赖型鲁棒H∞可靠控制器应满足的矩阵不等式,并将其转化为线性矩阵不等式.数值仿真结果表明:提出的控制器设计方法具有满意的控制性能要求.     

不确定时滞系统的动态输出反馈保性能可靠控制

针对一类不确定时滞线性系统,研究了在执行器发生故障情况下动态输出反馈保性能可靠控制器的设计问题.利用变量替换方法,给出了系统存在动态输出反馈保性能可靠控制器应同时满足的两个线性矩阵不等式(LMIs),并给出了控制器的设计方法和设计步骤.利用论文方法设计的动态输出反馈保性能可靠控制器能够使得时滞系统对于任意允许的不确定性以及执行器失效都保持鲁棒稳定,并且使系统满足保性能的指标要求.数值算例说明了所提出设计方法的有效性.     

不确定线性系统的鲁棒容错控制

研究了范数有界参数扰动的不确定线性系统的鲁棒容错控制问题.基于Lyapunov稳定性理论,针对不确定线性系统存在执行器失效情况,给出了闭环系统具有完整性的一个充分条件.应用Riccati不等式和LMI(线性矩阵不等式)2种方法给出了线性不确定系统对执行器失效具有容错性和完整性的设计步骤.最后给出了一个仿真算例,以验证所给设计方法的有效性和简单性.     

一类非线性不确定时滞系统鲁棒控制器的设计

利用LMI方法,针对不确定时滞系统的鲁棒模糊控制器设计及稳定性,提出了基于T-S的模糊模型,得到了使系统渐近稳定且具有H∞-扰动抑制度的模糊状态反馈控制器存在的充分条件,此充分条件以线性矩阵不等式的形式给出,因而具有数值易解性.     

一类非线性不确定时滞系统鲁棒控制器的设计

利用LMI方法,针对不确定时滞系统的鲁棒模糊控制器设计及稳定性,提出了基于T—S的模糊模型,得到了使系统渐近稳定且具有H∞-扰动抑制度的模糊状态反馈控制器存在的充分条件,此充分条件以线性矩阵不等式的形式给出,因而具有数值易解性．     

具有信号时延的列车网络控制系统的鲁棒控制

针对具有信号时延的列车网络控制系统,研究其鲁棒稳定性问题.把该系统建模为具有线性时滞的系统模型,基于Lyapunov稳定性理论,以Riccati不等式方程的形式给出了具有信号时延的列车网络控制系统时滞独立鲁棒稳定的充分条件,同时设计了鲁棒控制器,结合数值实例给出相应的仿真结果,仿真结果验证了方法的有效性.     

基于LMI方法的线性不确定时滞系统鲁棒镇定

考虑同时具有状态时滞和输入时滞的参数不确定线性时滞系统的鲁棒镇定问题,其参数不确定性满足范数有界条件,而状态时滞和输入时滞均为时变有界形式.鲁棒镇定控制器采用无记忆状态反馈形式,用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了在该控制器作用下闭环系统鲁棒指数稳定的LMI形式的充分条件.所给出的判据不要求时滞导数小于1,降低了以往文献中稳定性条件的保守性,既适合于快时变时滞系统,也适合于慢时变时滞系统.最后,通过数值算例验证了所给鲁棒稳定性条件的有效性.     

分布式网络控制系统的输出反馈控制

建立了同时具有前向通道传输时延和反馈通道传输时延的线性分布式网络控制系统的数学模型.用该数学模型将系统变换为具有状态与控制时变时滞的线性时滞系统.基于代数Riccati方程方法,提出了H∞鲁棒输出反馈控制方法,以使系统闭环控制稳定.仿真算例结果表明,在t=2.5 s时,系统状态都达到了0,保证了系统具有较快的零状态响应速度.给出了这类系统的H∞鲁棒输出反馈控制器的综合设计示例.     

不确定时滞模糊广义系统的H∞保性能控制

针对控制系统中的不确定和时滞会导致系统的不稳定性和较差的系统性能,研究不确定时滞广义T-S模糊系统的鲁棒H∞保性能控制问题.利用李亚普诺夫稳定性理论证明了使闭环系统渐进稳定并具有某种性能指标上界以及给定的H∞性能γ的充分条件,并用严格线性矩阵不等式方法表示了这些充分条件,从而可以通过解矩阵不等式容易地获得状态反馈增益矩阵,算例说明所提方法有效和可行.     

考虑时滞作用下的车辆主动座椅悬架鲁棒H∞控制

利用鲁棒H∞控制理论为车辆座椅悬架模型设计输出反馈控制器,并且考虑了模型的不确定性和控制输入的时滞问题.建立了车辆座椅的三自由度运动微分方程,并转化为包括参数变化和控制延迟的状态方程和包括控制指标在内的控制模型.分析了系统可通过输出反馈鲁棒镇定的充分条件,并将该充分条件转化为线性矩阵不等式（LMI）问题,通过Matlab求解出用LMI构造的输出反馈控制律.建立仿真模型并以白噪声作为路面激励与被动控制、PID控制对比验证了在路面输入扰动作用下鲁棒控制器的有效性.     

铁道车辆横向能量回馈式主动悬挂鲁棒控制

为保证一类具有参数不确定的铁道车辆横向能量回馈式主动悬挂系统的稳定性,通过引入带有交叉乘积项的二次型调节器,提出了一种鲁棒H∞控制器的设计方法,并对含摄动的悬挂系统模型进行了鲁棒H∞控制器设计.分析了具有参数摄动的能量回馈式主动悬挂系统的能量平衡条件,并在MATLAB/SIMULINK下,对控制系统进行了仿真.仿真结果...     

基于观测器的多状态时滞系统的鲁棒镇定

研究了具有多状态不确定时滞系统的基于观测器的鲁棒镇定问题，通过构造增广矩阵，利用线性矩阵不等式(LMI)方法，获得了该系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件，同时给出了相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器。最后，给出本文的一个数值算例。     

考虑执行器故障的电动汽车空调鲁棒控制

为了保证空调系统在部分故障的条件下,依然满足系统性能要求正常工作,通过对电动汽车空调系统分析,依据空调执行过程的故障模型,建立考虑执行器故障的空调不确定系统,利用状态观测器对系统状态进行了观测.采用线性矩阵不等式LMI（linear matrix inequalities）,设计了能够对空调执行器故障进行补偿的H_∞状态反馈鲁棒控制器,并证明了该控制器的稳定性.仿真实验表明,在有故障和无故障模式下的观测误差最大分别为0.1%和0.6%,满足系统的观测需求;与未考虑执行器故障的电动汽车空调H_∞控制器相比,在10 Hz以下频段,考虑执行器故障的H_∞控制方式可有效地抑制系统输入端所带来的干扰.      

基于MATLAB的H∞鲁棒控制器的设计

简述了 H∞ 鲁棒控制器的基本思想 ,给出了运用 MATLAB鲁棒控制工具箱为假定空间桁架设计 H∞ 鲁棒控制器的设计过程 ,同时也给出了控制器作用下闭环系统的分析结果 ,设计所得到的控制器控制效果非常好 ,达到了设计的目的     

不确定系统的保性能可靠控制

针对不确定线性连续系统,研究了执行器失效情况下的保性能可靠控制问题.利用LMI给出了不确定线性系统对执行器故障具有渐近稳定性及可靠保性能的充分条件,进而讨论了参数不确定线性系统的保性能可靠控制器的设计问题.根据凸优化理论,给出了最优保性能可靠控制器的线性凸优化设计算法和设计步骤.采用所设计的可靠状态反馈控制器,当任意执行器出现故障时,闭环系统仍保持渐近稳定且保持原有的性能指标.     

基于模型匹配的后轮主动转向车辆μ综合控制研究

针对中高速车辆转向时对操纵性以及稳定性的多目标性能要求,提出了用鲁棒控制模型匹配的方法来设计MIMO的控制策略。为此建立了考虑模型摄动的三自由度的整车动力学模型以及转向执行器模型,以二自由度模型为参考模型,以匹配参考模型为目标来设计μ控制器。对设计出的μ控制器和H∞控制器进行μ分析,结果表明,2种控制器在整个频段都能满足鲁棒稳定性的要求,且H∞控制器在低频段的鲁棒稳定性相比稍好,但μ控制器在最坏摄动下的鲁棒性能更佳,能有效地处理稳定性和性能的折中问题。仿真试验表明,μ控制器的控制效果能很好的跟踪参考状态响应,明显改善车辆的操纵性和稳定性。     

一种时滞不确定系统的强稳定鲁棒H∞控制器设计

尝试对一类在状态和控制输入中同时具有不确定性的时滞系统，给出中稳定的鲁棒控制器，所讨论的系统的不确定性是时变的，且满足范数有界条件，设计目的是使所讨论系统强稳定且满足从干扰输入到空制输出的H∞范数界约束。     

摆式列车受电弓垂向振动主动控制

建立了摆式列车机电耦合动力学模型、受电弓线性和非线性动力学模型及接触网有限元模型和静态接触刚度模型,组成摆式列车-受电弓-接触网耦合动力学模型,分别设计了P和H∞鲁棒控制器,应用数值仿真方法,研究了摆式列车直线和曲线通过时两种控制器对摆式列车受电弓垂向主动控制的效果。结果表明受电弓若无垂向控制,其弓网接触压力波动较大;P和H∞鲁棒控制均能减小弓网接触压力的波动;控制延时对P控制比对H∞鲁棒控制的影响大;是否考虑接触网的振动对接触压力影响较大,对控制效果影响不大。这说明摆式列车受电弓垂向主动控制能明显改善弓网接触压力波动;H∞鲁棒控制比P控制效果更好;接触网的静态接触刚度模型可用于受电弓主动控制的定性分析。