阀控缸系统线性矩阵不等式凸优化算法鲁棒模型预测控制

针对阀控缸系统力跟踪控制过程中受到位置干扰,导致控制精度难以保证的问题,提出一种基于线性矩阵不等式凸优化算法的鲁棒模型预测控制策略。将一般模型预测控制的最小化性能指标转化为求解满足线性矩阵不等式组的最优化问题,对其进行稳定性分析。考虑输入输出受约束的离散时变不确定性系统,讨论该控制策略对系统参数不确定性的鲁棒性以及对系统外扰动的抑制能力。结果表明,在不同频率位置干扰信号作用下,该控制策略比一般模型预测控制具有更好的跟踪效果和鲁棒性。

基于线性矩阵不等式的水电机组调节系统滑模容错控制

针对水电机组调节系统中存在的控制不确定性与干扰,提出了基于线性矩阵不等式的状态反馈滑模容错控制策略。首先,建立了水电机组调节系统状态空间模型,并结合该模型对控制律进行设计;然后,利用基于线性矩阵不等式的等效控制原理实现滑模容错控制算法设计,提高调节系统的控制性能与可靠性。最后,根据线性矩阵不等式理论和Lyapunov稳定性定理对控制器稳定性进行分析。仿真结果表明,所提滑模容错控制方法对引入控制不确定性与干扰的水电机组调节系统具有良好的适用性。

逆向Styan矩阵不等式的推广

对Hermitian半正定矩阵来说,无论其经典形式还是推广形式,Styan矩阵不等式都是互为确定的,因此可称为互逆矩阵不等式.本文给出了一对互逆的无约束条件的Hermitian半正定矩阵的矩阵不等式,以此为基本工具,得到了原已有文献给出的Hermitian半正定矩阵的Styan矩阵不等式的逆向表达式.由文中讨论方法可得到这些互逆的矩阵不等式等式成立的充分必要条件.

一类双线性矩阵不等式松弛解法的应用

在饱和系统反馈控制律的求解中涉及到求解双线性矩阵不等式问题,介绍了一种求解一类双线性矩阵不等式的松弛解法。通过使用一个标量因子,采用迭代策略,将双线性矩阵不等式的求解转化为线性矩阵不等式的求解问题,降低了控制律求解的计算量。最后,在单机无穷大系统中,通过与传统的自动电压调节器(AVR)+电力系统稳定器(PSS)的控制策略相比,证明了应用该方法获得的控制律是有效的。

Fiedler矩阵不等式和Bapat-Kwong矩阵不等式的等式条件

给出了Hermitian正定矩阵的Hadamard乘积的Fiedler矩阵不等式和Bapat-Kwong矩阵不等式的等式条件,作为所得结果的应用,得到了Hermitian正定矩阵的相对增益阵列是单位矩阵的充分必要条件。

基于线性矩阵不等式的不确定关联系统的分散鲁棒镇定

应用线性矩阵不等式 (L MI)方法研究不确定性关联大系统的分散鲁棒镇定问题。系统中不确定项具有数值界 ,可不满足匹配条件。基于不确定项的表达形式 ,给出了其可分散状态反馈镇定的充分条件 ,即一组 L MIs有解。在此基础上 ,通过求解一凸优化问题 ,提出了具有较小反馈增益的分散稳定化状态反馈控制律的设计方法。仿真示例说明了该方法的有效性和优越性。

基于迭代线性矩阵不等式的奇异摄动系统同时镇定(英文)

研究了采用一个线性状态反馈控制器镇定多个线性奇异摄动系统的问题.同时镇定条件可以表达为一组矩阵不等式条件,所得条件与摄动参数无关,从而有效地回避了病态问题.采用基于快慢分解的两步法可以得到镇定控制器增益和相应的Lyapunov函数.而在每一步需要利用迭代线性矩阵不等式技术求解相应的双线性矩阵不等式,相关定理研究了算法的收敛性.本文所得结论可同时适用于标准与非标准奇异摄动系统.文末给出了相应的仿真算例.

基于线性矩阵不等式的电动汽车网络化鲁棒控制

大量电动汽车接入会对电力系统的动态特性(如频率调整)产生明显影响,适当控制电动汽车充放电行为有助于系统对负荷波动做出更快响应并增强系统消纳风电等间歇性可再生能源发电能力。考虑到大量电动汽车分散运行的特性,采用网络化控制比较合适。基于上述考虑,着重研究电动汽车参与系统调频的网络化控制方法,并考查通信延时对系统动态性能甚至稳定性可能产生的负面影响。首先,建立电动汽车参与调频控制的实现模式和架构,发展含有电动汽车和风电模块的闭环负荷频率控制系统框图。之后,基于线性矩阵不等式理论设计了一种最优H∞-PID混合控制方法以保证系统鲁棒性。最后,通过对单区域和双区域系统仿真,证明了所述方法的有效性。

基于线性矩阵不等式的环形永磁力矩电机的H_2/H_∞静态输出反馈控制

针对直接驱动数控转台用环形永磁力矩电机易受负载扰动及自身参数变化影响的特点,文中基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI),设计了一个多目标混合H2/H∞静态输出反馈控制器,该控制器可使闭环系统的极点均落在预先选定的线性矩阵不等式区域D内来实现极点配置。所设计的多目标控制器同时考虑了闭环系统的极点位置和2个重要的鲁棒性能指标(H2和H∞范数),不但保证系统的稳定型和快速性,还使系统对外界及自身扰动具有较强的鲁棒性,在很大程度上解决快速性和鲁棒性之间的矛盾。仿真结果及分析表明,所提出控制器满足高精度直接驱动数控转台用环形永磁力矩电机伺服系统对快速性和鲁棒性的要求。

一体化执行器饱和线性矩阵不等式跟踪容错控制器设计

针对一类执行器幅值饱和的不确定非线性系统,提出了基于线性矩阵不等式的一体化主动容错控制器设计方法.考虑执行器传感器同时故障情形,采用系统增维方法,将原系统等效转化为仅含执行器故障虚拟系统,简化了容错控制器设计.其次采用凸组合法对执行器饱和非线性进行描述,确保控制输入始终在幅值范围以内.在此基础上,设计了集自适应估计律与控制器于一体的主动容错控制器,并将控制器增益解算方法,转化线性矩阵不等式约束下的优化问题.最后通过飞机数值算例验证了设计方法的有效性.

Lurie控制系统的关联绝对稳定性—双线性矩阵不等式方法

研究任意两个相互独立的Lurie控制系统能否通过关联或协调控制组成绝对稳定大系统的问题,给出两个Lurie控制系统可关联绝对稳定的充分条件,并给出了计算关联矩阵的双线性矩阵不等式方法.研究结果表明:两个非绝对稳定的系统可以通过关联或协调控制来实现关联大系统的绝对稳定性,取消了大系统稳定性分析中对关联的不合理限制.文末给出了本文结果的数值例子.

线性矩阵不等式及其在控制工程中的应用

介绍了线性矩阵不等式的基本概念和用于求解线性矩阵不等式的软件工具箱Matlablmi的3个求解器,对线性矩阵不等式在控制系统中的应用作了详细的综述。分析了其在当前的两个研究热点,即不确定系统的鲁棒控制与鲁棒滤波中的运用。同时探讨了时滞系统与非线性系统的研究现状。然后列举了一些具有代表性的采用LMI求解控制问题的最新结果。为了说明线性矩阵不等式的求解过程,给出了一个保性能控制的例子,在Matlab5 3编辑器中运行程序,得到的结果是最优性能指标值,copt=J 10 6777。

汽车主动悬架H_2/H_∞多目标控制线性矩阵不等式方法

采用七自由度整车模型,以实现较好的平顺性和操纵稳定性为目标,选取路面垂直速度扰动到输出平顺性评价信号传递函数的H2范数为平顺性指标,路面垂直速度扰动到输出操纵稳定性评价信号传递函数的H∞范数为操纵稳定性指标,设计了基于LMI(linear matrix inequality线性矩阵不等式)算法的主动悬架H2/H∞多目标输出反馈控制器。研究结果表明,该控制器能在有效改善汽车的平顺性的同时不过分降低操纵稳定性,较好地解决了平顺性与操纵稳定性指标之间的矛盾。

基于线性矩阵不等式的重型车辆防侧翻鲁棒控制算法研究

将重型车辆侧翻稳定性控制问题转化为通过状态反馈控制实现鲁棒干扰抑制的问题。在此基础上,以动态横向载荷转移率为控制目标,设计一个基于线性矩阵不等式(LMI)的状态反馈鲁棒控制器。利用商业软件Trucksim中的模型,进行开环和人-车闭环的侧翻稳定性控制对比仿真。结果表明,LMI防侧翻鲁棒控制器可有效提高车辆的侧倾稳定性,并具有较好的抗干扰性和鲁棒性。

基于线性矩阵不等式空间遥操作系统的鲁棒H_∞控制

针对具有力反馈空间遥操作系统的时变大时延和环境模型参数不确定问题,提出一种基于线性矩阵不等式(Linearmatrix inequality,LMI)的鲁棒H∞控制方法。对于回路时延是未知时变的遥操作系统,该方法只需要已知时延的上下界,可以解决环境模型参数不确定问题,并获得良好的位置和力跟踪性能。将主从端的动力学模型转化成相应的状态空间方程,并将其离散化、合并为一个离散状态空间方程;然后根据该系统方程,基于LMI方法设计状态反馈控制器,通过定义Lyapunov函数分析闭环系统的稳定性,并且分别给出在环境模型参数确定和不确定情况下,使得闭环系统渐近稳定且满足给定位置跟踪性能的充分条件;仿真试验结果表明所提出的方法可使得遥操作系统渐进稳定且具有好的位置和力跟踪性能。

基于线性矩阵不等式理论的广域电力系统状态反馈控制器设计

应用基于同步相量测量单元的广域测量系统进行广域控制时,反馈信号的传输时延是不能忽略的。作者根据实际电力系统的特点构造了部分状态含时延的状态反馈控制器,应用线性矩阵不等式理论提出了时滞依赖的稳定性条件,根据该条件不仅能得到保证系统稳定的控制器,而且可以得到保证系统稳定的最大允许时间延迟。最后以4机系统为例,用时域仿真的结果说明所得控制器的性能及该方法的有效性。

控制问题中的线性矩阵不等式及其求解

介绍了有关线性矩阵不等式的一些基本概念。对用于求解线性矩阵不等式的ＭＡＴＬＡＢ５．１中的线性矩阵不等式工具箱作了简要说明。为了说明线性矩阵不等式的求解过程。文中还给出了一个稳定性分析的例子。

基于线性矩阵不等式的贷款组合鲁棒优化模型

运用线性矩阵不等式方法,研究了商业银行贷款组合选择的鲁棒优化问题.在Markowitz均值-方差理论基础上,建立了贷款组合鲁棒优化模型,并用多个期望收益向量和协方差矩阵描述未来贷款收益的不确定性,给出了线性矩阵不等式的求解方法.用数值仿真验证了模型的有效性.由于模型考虑了未来贷款收益的不确定性,得到了可靠性较高的结果.研究结果表明,该模型具有鲁棒性,可以有效降低贷款风险,并可为商业银行提供贷款决策依据.

一种变时滞不确定系统鲁棒可靠控制的线性矩阵不等式方法

为提高动态系统的可靠性,研究了带有执行器故障的变时滞不确定系统的鲁棒可靠控制.给出了系统在正常运行和带有可预期执行器故障情况下,闭环系统保持二次稳定的时滞依赖充分条件.运用线性矩阵不等式方法实现了可靠状态反馈控制的综合问题.通过仿真算例,说明了本文方法的可行性和有效性.

未知输入和可测噪声重构之线性矩阵不等式非线性系统观测器设计

针对一类同时具有未知输入和输出可测噪声的Lipschitz非线性系统,讨论了状态估计、未知输入与可测噪声重构的问题.首先,基于广义系统和线性矩阵不等式的方法设计滑模未知输入观测器,不仅对原系统状态进行渐近估计,而且实现了对系统输出可测噪声的重构;其次,考虑一种鲁棒滑模微分器,实现了广义系统输出向量微分的精确估计,并在此基础上,提出了一种未知信息重构方法,该方法具有避免直接使用系统输出微分信息的优点.最后,对火车牵引拖动系统模型仿真,结果表明该方法不但能够实现对系统状态的估计,而且可以有效重构未知信息.