基于几何QSR-耗散性和线性静态输出反馈控制器的非线性随机离散系统的几何镇定

本文研究了非线性随机离散系统的几何镇定问题。 首先,引入了非线性随机离散系统的几何随机增量QSR耗散的概念,并给出了该概念的线性矩阵不等式(LMI)表示形式;其次,基于几何随机 增量QSR耗散性和线性静态输出反馈控制器,提出了该系统的概率意义下的几何均方增量稳定的 充要条件。 最后,通过进行数值模拟,展示了所得结论的有效性。

具有时滞的主动悬架非脆弱H_∞/L_2-L_∞静态输出反馈控制

提出了一种综合考虑系统输入时滞和控制器摄动的非脆弱H∞/L2-L∞静态输出反馈控制器的设计方法,并用于车辆主动悬架设计。针对悬架设计要求,分别用H∞和L2-L∞范数反映乘坐舒适性及时域硬约束要求。通过采用一个时滞相关Lyapunov函数分别获得了时滞相关非脆弱静态输出反馈H∞控制器和L2-L∞控制器的双线性矩阵不等式(BMI)存在条件。通过将粒子群优化(PSO)和差分进化(DE)的混合算法与线性矩阵不等式(LMI)方法相结合,求解具有BMI约束的优化问题。仿真结果表明,在存在输入时滞和控制器摄动的情况下,主动悬架仍然能够保证自身的性能。

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。

基于结构Lyapunov矩阵的静态输出反馈镇定

线性时不变系统的静态输出反馈控制可行性等价于两个耦合的线性矩阵不等式解的存在性问题,这导致了一个非线性最优化问题,是无法直接求解的.针对线性时不变系统(LTI),深入研究这两个矩阵不等式的关系,通过构造一个结构Lyapunov矩阵,给出了一个问题有解的充分条件,并在此基础上提出一个静态输出反馈镇定算法.利用线性矩阵不等式(LMI)方法,可直接求解出相应的输出反馈增益.数值实例证明了该方法的有效性.

离散广义分段仿射系统的静态输出反馈控制

为了消除离散广义分段仿射系统的非正则性和非因果性对控制系统性能的不利影响,研究了一类具有参数不确定离散广义分段仿射系统的鲁棒静态输出反馈控制问题.基于分段Lyapunov函数、投影定理和几个基本引理,提出了两种方法来设计使具有参数不确定广义分段仿射系统鲁棒容许的静态输出反馈控制器.利用这两种方法得到的控制器不仅可以保证系统的稳定性,而且可以保证系统的正则性和因果性.通过求解一组包含参变量的LMIs,可以得到保证广义分段放射系统容许的反馈控制器增益.仿真结果证明了所提设计方法的有效性.

广义系统静态输出反馈控制的一个新方法

对广义系统提出了一种新的、简单的静态输出反馈控制器的设计方法.通过引入辅助矩阵变量,对含有Lyapunov矩阵和输出反馈控制器增益矩阵的双线性不等式进行解耦,并结合变量替换法将双线性不等式及包含Lyapunov矩阵的非严格不等式转化为线性矩阵不等式(LMI).利用这种方法,能够得到保证闭环广义系统容许性的LMI条件和静态输出反馈控制器.一个数值例子表明了所提方法的有效性.该方法很容易推广到正常系统的静态输出反馈控制.

离散广义系统的静态输出反馈H_(∞)控制

考虑离散广义系统的静态输出反馈H∞控制问题·利用线性矩阵不等式和广义Riccati不等式给出离散广义系统存在静态输出反馈H∞控制器,使得闭环系统是容许的并且其传递函数矩阵满足H∞范数约束条件的充分必要条件·在适当的假设下给出静态输出反馈H∞控制器存在的必要条件,并在一定条件下得到静态输出反馈H∞控制器存在的充分条件,同时给出相应的控制器构造·

建筑结构振动系统的多重叠分散静态输出反馈H_∞控制方法

采用分散控制方案能有效解决大尺度土木结构在地震作用下的结构振动控制问题。本文将静态输出反馈、重叠分散控制方法、线性矩阵不等式方法和H∞范数控制算法相结合,提出了多重叠分散静态输出反馈H∞控制方法。通过对状态矩阵添加一个微小的扰动,解决了在求解相应的线性矩阵不等式(LMI)时所遇到的计算困难问题。文中对20层Benchmark建筑结构模型进行数值模拟与计算。结果表明,部分输出反馈控制、重叠静态输出反馈控制和多重叠静态输出反馈控制均获得了与全状态集中控制相近的控制效果,减少了计算成本和控制器设计的复杂性。

一类离散时滞不确定随机系统H_∞静态输出反馈控制

在工业过程控制中,由于测量数据的网络传输或传感器暂时失效等原因可能造成测量数据的丢失,这种数据的丢失具有随机性.假设数据丢失过程可由一已知概率分布的Bernoulli序列进行描述.针对这样一类离散时滞不确定随机系统,利用线性矩阵不等式方法设计了H∞静态输出反馈控制器,所设计的静态输出反馈控制器使得闭环系统是均方指数稳定的且具有给定的H∞性能.仿真结果表明了设计方法的有效性.

基于单步法的车辆主动悬架有限频域静态输出反馈控制

针对车辆主动悬架系统,提出了基于单步法求解的静态输出反馈有限频域H∞控制器设计方法。由于现有的有限频域H∞控制定理含有双线性项,且全状态反馈控制增益并不满足单步法的充分条件,导致静态输出反馈问题无可行解。文中应用GKYP引理给出了一个新的基于静态输出反馈的有限频域H∞控制定理。该定理可采用单步线性矩阵不等式LMI直接求解,相对于传统的迭代LMI及CCL算法,极大地简化了设计过程。借助状态反馈信息,避免了初始求解的不可行性。最后,通过数值算例及台架试验验证了该方法的可行性。

线性系统静态输出反馈镇定的LMI方法(英文)

利用无约束条件的线性矩阵不等式 (LMI)研究了W 问题和P 问题 ,而后者的解可用来设计静态输出反馈 (SOF)镇定控制 .作为一个应用考虑了不确定系统的静态输出反馈问题 。

基于PSO-DE和LMI的鲁棒静态输出反馈控制

在多目标控制框架下,针对连续多面体不确定系统,提出了一种混合算法来解决鲁棒静态输出反馈控制问题。为了计算静态输出反馈增益,通过把粒子群优化(PSO)和差分进化(DE)的混合算法与线性矩阵不等式(LMI)方法相结合,求解具有双线性矩阵不等式(BMI)约束的优化问题。PSO-DE混合算法用来得到控制器的样本,LMI方法用来最优化系统的性能指标。以混合H2/H∞控制问题为例,给出了一种鲁棒多目标静态输出反馈控制求解的算法。仿真结果表明,与以往的迭代法和DE-LMI算法相比,提出的PSO-DE/LMI混合算法提高了收敛速度和精度。

广义系统的时滞依赖静态输出反馈控制

针对一类不确定线性广义时滞系统,给出了静态输出反馈控制器的设计方法.首先基于标称广义时滞系统的稳定条件,以受限线性矩阵不等式形式,给出闭环广义时滞系统正则、无脉冲且渐近稳定的充分条件,同时利用受限矩阵不等式的可行解给出静态输出反馈控制律的一个参数化表示;其次,利用矩阵的正交补,把求受限线性矩阵不等式的可行解问题转化为求严格线性矩阵不等式(LMIs)的可行解;最后应用数值实例说明了所给方法的有效性和正确性.

基于扇形区域极点配置的静态输出反馈H_∞控制

针对线性定常系统,研究了扇形区域内极点配置的静态输出反馈H∞控制问题。设计能够达到H∞性能指标且符合区域极点配置要求的静态输出反馈控制器,以解决外部的扰动和区域对极点的限定问题;利用求解线性矩阵不等式组的方法,将具有H∞指标约束和区域极点配置要求的静态输出反馈控制器设计问题转化成求一组线性矩阵不等式的可行解问题,借助MATLAB-LMI工具箱进行有效求解,得到了符合要求的可靠控制率,完成了扇形区域内H∞静态输出反馈控制器的设计(其中的H∞控制器为次优H∞控制器)。所得结论不仅能使极点配置在给定的扇形区域内,也能够使闭环系统保持稳定性且达到给定的H∞性能指标,从而保证了系统的性能,实现了期望的闭环极点。最后的数值仿真验证了本文结果的有效性和可行性。

基于静态输出反馈的非脆弱H_2/广义H_2控制

针对传统鲁棒控制器脆弱性比较明显的情况,研究了控制器增益存在摄动时的非脆弱H2/广义H2静态输出反馈控制问题.以双线性矩阵不等式(BMI)组的形式给出了非脆弱静态输出反馈控制器存在的充要条件,给出了基于差分进化算法(DE)与线性矩阵不等式(LMI)的新型求解方法,并依据此方法设计了主动悬架非脆弱H2/广义H2静态输出反馈控制器.仿真结果表明,非脆弱H2/广义H2控制器具有良好的非脆弱性和鲁棒性,证实了所提方法的可行性与有效性.

基于ILMI算法的车辆半主动悬架静态输出反馈控制

针对采用磁流变阻尼器的1/4汽车半主动悬架模型进行振动控制分析。利用迭代线性矩阵不等式(ILMI)算法在输出反馈控制中的求解优势,提出基于ILMI算法的半主动悬架静态输出反馈控制方法。仿真结果表明,结合合适的控制算法,采用磁流变阻尼器的半主动悬架系统有效地改善了汽车驾驶平顺性和乘坐舒适性。

不确定变时滞系统的模糊静态输出反馈保性能可靠控制

针对一类含有执行器故障的变时滞不确定性T-S模糊模型,采用静态输出反馈的并行分布补偿器(PDC)结构,研究了其模糊静态输出反馈保性能可靠控制律的设计问题。通过定义一类时滞相关Lyapunov-Kra-sovskii函数,基于线性矩阵不等式(LMI),给出了模糊静态输出反馈保性能可靠控制器存在的条件,所设计的控制器可保证在正常和执行器故障情况下,闭环系统都能渐近稳定,并且正常保性能上界小于故障保性能上界。仿真实验验证了该设计方法的有效性。

基于迭代线性矩阵不等式的模糊静态输出反馈控制

对于一类状态矩阵、输入矩阵和扰动输入矩阵中均含有不确定项的离散T-S模糊系统,研究了静态输出反馈控制的二次稳定性问题。以矩阵不等式的形式给出的充分条件保证了基于该模糊系统的静态输出反馈控制器的存在性。该充分条件不但简单,而且考虑到了各个模糊子系统之间的相互作用。最后,使用迭代线性矩阵不等式(ILMI)的方法,通过数值仿真算例证明了该设计方法的正确性及有效性。

多层结构基于静态输出反馈的主动控制试验研究

相比全状态反馈和动态输出反馈,静态输出反馈由于所用传感器少、可以有效减少时滞而具有良好的应用前景。为进一步验证静态输出反馈算法的有效性和鲁棒性,进行了1:4五层模型结构基于H∞静态输出反馈的主动控制试验研究,并与最优控制的试验结果进行了比较。试验中仅用关键位置的少数传感器信号作为反馈输入,取得了较好的控制效果。此外,在结构模型参数发生变化时,静态输出反馈算法展现了比最优控制算法更好的鲁棒性。本文研究成果为结构主动控制的工程应用提供了一定的参考。

车辆主动悬架耗散静态输出反馈控制器的设计

通过建立1/4车辆模型和路面输入模型,应用耗散系统理论设计车辆主动悬架严格(Q,S,R)耗散静态输出反馈控制器,进行仿真研究,将主、被动悬架的车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移3项指标进行对比分析.仿真结果表明,使用严格耗散静态输出控制器的主动悬架可以改善车辆乘坐舒适性和行驶平顺性.