带扰动补偿的永磁同步电机鲁棒H∞控制

为了提高永磁同步电机调速系统的抗干扰能力,提出了一种鲁棒H∞控制方法。首先,根据鲁棒H∞控制原理,提出了永磁同步电机H∞速度控制设计方法,并介绍了求解方法。设计加权函数时考虑了跟踪性能、干扰抑制、输出限制和模型不确定性。通过伯德图详细说明了性能加权函数对动态性能的影响,并给出了加权函数的设计方法。然后,在考虑参数不确定性和未建模动态的情况下,为进一步提高系统的抗干扰能力,通过Luenberger扰动观测器将扰动作为前馈补偿观测,并将其反馈到速度控制器中,以加速动态响应,增强对扰动的抑制能力。最后,通过试验对比了传统比例积分控制器、H∞速度控制器和所提的复合速度控制器,试验结果验证了所提复合速度控制器的有效性。

一类不确定切换奇异系统的鲁棒H∞控制

研究一类由任意有限多个不确定子系统组成的切换奇异系统的状态反馈鲁棒H∞控制问题。利用共同Lyapunov函数方法和凸组合技术,给出由矩阵不等式表示的控制器存在的充分条件,并设计了相应的子控制器和切换规则。采用消元法,将该矩阵不等式转化为一组线性矩阵不等式。最后给出一个数值算例证明结论的有效性。研究结果表明:通过切换,闭环系统在整个状态空间上的每个点都满足鲁棒H∞性能,而并不要求每个子系统在整个状态空间上都满足鲁棒H∞性能,甚至也不要求其渐进稳定。

考虑参数不确定性的结构抗震鲁棒H∞控制

基于线性矩阵不等式方法,本文给出了一种新的考虑参数不确定性的鲁棒H∞控制器设计方法,并用于建筑结构的抗震控制。假定结构不确定参数是范数有界的,通过有界实引理,把考虑参数不确定性的鲁棒H∞控制器设计化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,进而可以应用内点法等凸优化技术进行求解。以6层建筑结构在Kobe地震动输入和突加Kanai-Tajimi过滤白噪声随机地震激励下的抗震控制为例,进行了数值仿真。数值结果表明,鲁棒H∞控制器具有很强的鲁棒性,无论结构刚度和阻尼是否存在变异,均能实现很好的控制效果。

一类不确定切换奇异系统的动态输出反馈鲁棒H∞控制

研究一类由任意有限多个不确定子系统组成的切换奇异系统的动态输出反馈鲁棒H_∞控制问题.利用共同Lyapunov函数方法和凸组合技术,给出由矩阵不等式表示的控制器存在的充分条件,并设计了相应的子控制器和切换策略.采用消元法,将该矩阵不等式转化为一组线性矩阵不等式(LMIs).最后,数值实例验证了所提方法的有效性.

具有参数不确定性的重型货车抗侧倾输出反馈鲁棒H∞控制

为了减小重型货车在转向操作时的侧倾角,从而避免货车转向时发生侧翻,可以通过在悬架中安装主动抗侧倾杆以补偿横向载荷转移的方法来实现。本文的分析为这一方法提供理论依据。运用基于线性矩阵不等式(LM I)的H∞控制理论,提出了基于观测器的抗侧倾输出反馈控制算法。通过对某具有一系列不确定性参数的重型货车侧倾-横摆动力学模型进行仿真,验证了此控制算法的有效性和鲁棒性。

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.

离散网络化控制系统的鲁棒H∞控制

提出了一种新的建模方式研究同时含有时变延时以及数据包丢失的离散网络化控制系统的鲁棒H∞控制问题。引入自由权矩阵并结合Lyapunov-Krasovskii方法推导出使得网络化控制系统鲁棒渐近稳定并满足具有H∞扰动衰减度γ的充分条件,自由权矩阵的引入可以很大程度上降低用传统固定权矩阵来分析网络化控制系统所带来的保守性。由于条件中非线性项的存在,利用锥补线性化的方法将其转化为基于线性矩阵不等式的非线性最小化的问题,并分别给出了求解最大延时以及次优γ的算法。仿真算例说明了本文建模方式的有效性和优越性。

不确定线性系统的输出反馈鲁棒H∞控制

研究了具有范数有界参数不确定线性系统的输出反馈鲁棒Ｈ∞控制问题，给出了该系统带Ｈ∞指标γ鲁棒稳定的充要条件，以及该系统静态输出反馈带Ｈ∞指标γ鲁棒镇定的充要条件，并且指出，系统的动态输出反馈鲁棒Ｈ∞镇定问题可等价为广义系统的静态输出反馈鲁棒Ｈ∞镇定问题．所给出的方法，其设计过程只需解一个特殊的Ｒｉｃｃａｔｉ方程．

非线性扰动离散广义时滞系统的鲁棒H∞控制

研究了扰动是满足Lipschitz条件的一类非线性离散广义时滞系统的鲁棒H∞控制和鲁棒H∞保性能控制问题。目的是设计系统的鲁棒H∞控制器和鲁棒H∞保性能控制器。应用线性矩阵不等式方法,分别给出了系统的鲁棒H∞控制器和鲁棒H∞保性能控制器存在的充分条件;并在这些条件可解时,分别给出了鲁棒H∞控制器和鲁棒H∞保性能控制器的表达式。最后用例子说明了所给方法的应用。

一类非线性不确定奇异时滞系统的鲁棒H∞控制

针对一类含参数不确定性和非线性扰动的奇异时滞系统,研究了状态反馈鲁棒H∞控制器的设计问题。基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式处理方法,给出了系统H∞控制器存在的充分条件和设计方法。所设计的H∞控制器保证了对所有允许的不确定性,相应的闭环系统不仅达到广义二次稳定,而且满足给定的H∞性能指标。最后,通过数值算例说明了所给方法的有效性。

时变不确定受扰时滞非线性离散系统的鲁棒H∞控制

针对时变不确定时滞扰动非线性离散系统,基于Lyapunov函数及线性矩阵不等式方法,在非线性项满足特定的条件下,得到了时滞相关无记忆状态反馈鲁棒H∞控制的充分条件.研究了不确定时滞非线性系统具有时变未知且满足一定条件的不确定参数和输入、状态时滞,结果表明,鲁棒稳定判据与系统时滞的大小无关.分析了一种鲁棒控制器的设计方法,使得闭环系统是渐近稳定的.最后,通过数值实例验证了该控制方法是可行的.

执行器故障不确定系统观测器型鲁棒H∞控制

针对一类含有范数有界的不确定参数系统,研究了在执行器发生故障时,系统的鲁棒H∞控制器设计和状态观测器的设计问题。考虑系统的状态不能直接测量,采用状态观测器来获得被控系统未知的状态信息。假设被控系统的执行器发生故障,探讨了容错控制器和状态观测器的设计。根据鲁棒H∞控制定义和李雅普诺夫定义,得到满足鲁棒H∞状态反馈控制器和观测器的矩阵不等式,根据Schur补引理,将不等式转化为标准的线性矩阵不等式,可方便地通过Matlab中的LMI工具箱求解。最后通过算例仿真表明方法的有效性。

不确定时变时滞中立型系统的鲁棒H∞控制

研究了一类具有时变时滞和参数不确定性的中立型系统的鲁棒H∞控制问题,其中参数不确定性满足范数有界的条件.应用Lyapunov稳定性理论,得到了时滞相关的判据以保证闭环系统的鲁棒镇定性.此判据以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出,并且可以通过Matlab的LMI控制工具箱方便求解.最后,给出一个数值例子验证了该方法的有效性.

一类T-S模糊双线性关联大系统的鲁棒H∞控制

针对一类带有外界扰动输入的模糊双线性关联大系统给出鲁棒H∞模糊控制方法.首先采用T-S模糊模型构建模糊双线性模型,然后利用模糊双线性模型逼近一类关联大系统,并根据Lyapunov方法和并行分布补偿算法设计模糊控制器,最后以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出在模糊控制器作用下系统满足H∞性能指标的充分条件.仿真例子验证了所提出模糊控制器的有效性和可行性.

基于鲁棒H∞控制的多机协同编队

针对环境风干扰情况下无人机编队保持精度差的问题,设计了基于邻居无人机相对状态的编队控制协议。通过定义恰当的被控输出来量化环境风干扰对多机编队的影响,将受扰多机编队控制问题转化为鲁棒H∞控制问题。基于H∞控制方法,得到了满足期望H∞干扰抑制指标的多机编队充分条件,并以线性矩阵不等式的形式给出。此外,对于僚机之间的通信拓扑为无向图的情形,可以通过只求解2个线性矩阵不等式确定控制协议。最后数值仿真结果表明,该控制协议能够有效抑制阵风干扰对多机编队的影响,提高了多机协同编队的鲁棒性。

基于扰动观测器的微网逆变器鲁棒H∞控制策略

为抑制微网逆变器在孤岛模式下运行存在的内部参数摄动和负载扰动,文章提出了一种基于扰动观测器的鲁棒H∞控制策略。基于所建立的逆变器多参数摄动模型,利用内模原理和小增益定理设计电压环鲁棒H∞控制器;采用扰动观测器对负载投切时所产生的负载电流扰动进行观测和补偿,以提高系统的动态特性。采用2 kW实验样机对所提出的控制策略进行验证。实验结果表明,该控制策略不仅能有效抑制逆变器工作时的内部参数摄动和负载扰动,提高微网逆变器的鲁棒性能,而且在负载切换时具有快速的动态响应。

乳制品物流供应链动态模型及其鲁棒H∞控制

文中针对乳制品物流供应链系统实际运作过程中存在的时滞、参数和外部环境输入等不确定性问题,建立了相应的乳制品物流供应链动态模型,采用鲁棒H∞控制的方法和线性矩阵不等式(LMI)算法处理了乳制品物流供应链系统实际运作问题。借助乳制品物流供应链库存状态的静态反馈控制,使供应链动态系统达到克制不确定性因素干扰的作用,并使供应链系统实际运作总成本达到最优。最后,通过Matlab仿真计算验证了所得结果。

鲁棒H∞控制在并联Buck变换器中的应用研究

为了解决并联电源系统中因存在参数不确定性而导致系统动态性能下降这一问题,提出了状态反馈鲁棒H控制,引入了线性变参数(LPV)模型,结合LMI技术,将H控制问题转化成LMI问题,从而提高并联Buck变换器的抗干扰能力,并和传统的双闭环PI控制进行比较,通过仿真验证了基于鲁棒H控制的并联Buck变换器拥有更加良好的动态响应,同时也实现了并联变换器均流目的。

不确定时滞系统的鲁棒H∞控制

研究一类时滞系统的鲁棒H∞控制问题,针对具有凸多面体不确定性的时滞系统,通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,基于李雅普诺夫稳定性定理和线性矩阵不等式技术,设计了既能使得系统鲁棒稳定又能满足H∞性能指标的条件,并构造了系统有记忆状态反馈鲁棒H∞控制器,数值算例验证了所得结果的可行性与有效性。

线性时变不确定时滞系统的鲁棒H_∞控制

本文主要研究了状态和控制同时存在滞后的线性时变不确定时滞系统的鲁棒H∞控制．问题，给出了对所有容许不确定性，被控对象可二次镇定和满足从于扰输入到控制输出的H∞范数界约束的无记忆状态反馈鲁棒H∞控制分析结果，得到了确保鲁棒H∞控制器存在的充分条件．文中进一步把不确定系统的鲁棒H∞控制器设计问题等价为线性时不变系统的状态反馈标准H∞控制问题，并由此得到鲁棒H∞控制器综合设计方法．