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.     

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     

气体燃料发动机空燃比的H∞控制

为了抑制外部扰动,改善空燃比控制精度,将H∞控制理论应用于气体燃料发动机空燃比控制系统中,通过对发动机空燃比控制系统的数学建模,进行H∞空燃比控制器的设计,然后对所设计出的H∞控制器进行仿真比较与实验测试。仿真与实验结果表明:H∞控制器能有效地提高系统的跟踪性、鲁棒稳定性与抗干扰能力,能改善稳定工况与过渡工况时发动机空燃比的控制精度。     

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.     

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...     

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.     

基于理论的船舶主机冷却水控制系统的设计

摘要本文对船舶主柴油机缸套冷却水系统的传热机理进行了分析,建立了船舶主柴油机缸套冷却水系统的动态热力数学模型。由于系统的参数具有不确定性,并针对目前船舶主柴油机缸套冷却水系统惯性较大,缸套冷却水出口温度经常超调的特点,设计了该系统的H∞控制器。通过仿真发现所设计的H∞控制器能有效地提高系统的动态精确度和抑制扰动的能力。     

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.     

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。     

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.      

基于输出反馈H∞算法的高速水翼船姿态控制

应用输出反馈H∞控制算法,利用Matlab的Simtllink工具箱和LMI控制工具箱,基于高速水翼船的运动仿真平台,研究了高速水翼船在波浪中运动的姿态控制器设计。通过对水翼船的非线性运动数学模型在设计速度点处线性化,得到了考虑外界干扰的水翼船运动状态空间模型。以高速水翼船HC200B—A1为实例进行控制器设计的仿真研究,发现输出反馈H∞控制器能够有效地减小波浪引起的摇荡运动。结果表明该设计方法仅需要系统的部分状态信息,具有良好的控制效果。     

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.     

基于LPV模型的麦弗逊式主动悬架控制器设计

根据麦弗逊式主动悬架的二维结构,应用含耗散能的拉格朗日公式建立其动力学方程,在平衡位置对运动方程进行线性化,并整理成状态方程形式。针对簧载质量的不确定性,建立了麦弗逊式主动悬架的LPV模型,运用LMI技术并采用区域极点配置法设计了状态反馈鲁棒H∞控制器,并在Matlab/Simulink中进行仿真。研究结果表明:麦弗逊式主动悬架采用极点配置状态反馈鲁棒H∞控制器可以明显改善行驶平顺性和悬架稳定性,其性能明显优于同参数的被动麦弗逊式悬架。     

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。     

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．     

基于T-S模糊模型的多轴转向车辆H_∞鲁棒控制

为解决多轴转向车辆模型非线性和各种干扰影响下的控制问题,分析了轮胎非线性和外界干扰,建立多轴转向车辆的二自由度非线性模型,应用T-S模糊理论,将其转换为局部线性的T-S模糊模型。基于并行分配补偿法(PDC)和H∞鲁棒控制理论,设计了转向系统的模糊PDC H∞鲁棒控制器,并利用线性矩阵不等式和模糊逻辑控制工具求解控制器。在正弦波和阶跃信号干扰下,车速为80km.h-1时,进行前轮转向回正和前轮角阶跃输入转向的仿真试验。仿真结果表明:侧偏角和横摆角速度动态响应的超调均为0,且均在0.06s内达稳态值;前轮转向回正试验的侧偏角和横摆角速度稳态值均为0,前轮角阶跃输入转向试验的相应值分别为0和1.2(°).s-1,且稳态横摆角速度增益为0.24[(°).s-1].(°)-1。这说明了多轴转向车辆在模糊PDC H∞鲁棒控制下的高速转向平稳迅速,T-S模糊建模和鲁棒控制器设计算法对解决轮胎非线性和外界干扰影响是有效的。     

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。     

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.     

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.