PI控制中衰减度与H_∞指标的相容性

研究n阶线性定常系统在PI控制下衰减度与H∞指标的相容性问题.首先基于D-分割法和边界穿越定理,分别推导了描述PI控制器参数稳定域边界、PI控制器满足期望的衰减度指标的参数边界和期望的H∞指标的参数边界的解析表达式.再应用满意控制思想,对上述期望指标的相容性进行了分析,给出了相容指标较好的取值范围.当上述两类指标相容时,可以迅速得到整个PI控制器相容性解集(满意解集).用一个算例说明了所提出的设计方法的有效性.

H_∞ 指标约束下一类工程系统的滞留概率控制

该文通过对具有选通窗的一类工程系统的性能指标分析，确定出这类系统在一定的性能指标（如滞留概率、Ｈ∞指标）约束下，系统反馈控制的设计目标。通过对协方差控制理论及Ｈ∞控制理论的改造，提供了期望控制器的存在条件及其解析表达式，并给出了具体的设计步骤。理论分析及数值算例表明，闭环控制系统不仅具有期望的滞留概率特性，而且对系统建模误差也具有一定的鲁棒性。该文方法直接有效。

具有极点约束的空天飞行器再入姿态的H_∞模糊保性能控制

提出一种新的模糊鲁棒控制方法,并应用于空天飞行器(aerospace vehicle,ASV)再入段姿态的控制器设计.首先基于ASV再入姿态动态系统的T-S模糊模型,考虑外界干扰和系统的不确定性,考察了姿态角速率和姿态角的镇定问题,然后结合极点约束,导出了具有极点约束的H_∞模糊保性能控制律存在的条件.最后设计了ASV再入姿态的模糊鲁棒控制器,应用Matlab的LMI(linear matrix inequality)和FLC(fuzzy logic contro1)工具可得出控制器的解.仿真结果验证了算法的有效性.

基于T-S模糊模型一类不确定非线性系统的H_∞模糊鲁棒跟踪控制

研究一类不确定非线性系统模糊鲁棒跟踪控制的设计.基于存在外界干扰的不确定非线性系统的T-S模糊模型,考察被控系统跟踪参考信号的误差,得出跟踪误差指数稳定的约束条件,在跟踪控制与镇定控制一致的前提下研究了H∞模糊鲁棒跟踪控制器的设计问题,基于Matlab的LMI和FLC工具可实现对此问题求解.仿真实例验证了算法的有效性.

非完整约束条件下轮式移动机器人轨迹的H_∞鲁棒控制

首先建立了包含自身不确定因素和外界干扰的轮式移动机器人动力学模型,然后将解耦和H∞鲁棒控制相结合应用于非完整约束条件下轮式移动机器人的轨迹跟踪。接着利用输入和输出解耦得到广义误差的线性状态方程。再根据H∞指标获得新的动态反馈控制律,并证明了该控制律的稳定性。最后,通过仿真显示了控制器的有效性。

风力机系统基于H_-/H_∞未知输入观测器的故障诊断

针对实际工程中风力机传动系统未知输入难以完全解耦的问题,提出基于H_/H∞未知输入观测器(unknown input observer, UIO)故障诊断方法.首先,利用未知输入观测器的等式条件将未知输入分解为可解耦与不可解耦两部分,且将可解耦部分从估计误差中消除.其次,利用H_/H∞性能指标设计未知输入观测器的残差产生器,使残差对未知输入中不可解耦部分具有鲁棒性并对故障信号具有敏感性,并通过引入松弛矩阵解决观测器参数设计过程中的保守问题.考虑残差信号的随机特性,采用统计理论确定故障检测阈值.经仿真验证,该方法可对风力机传动系统传感器加性故障和乘性故障进行有效诊断.

满意估计下的多指标相容性研究

针对一类线性随机系统 ,研究区域极点指标、H∞ 指标、误差方差指标约束下的满意估计问题。首先对问题的可解性即约束指标的相容性进行分析 ,利用线性矩阵不等式 (LMI)方法 ,对给定的区域极点指标 ,得到一个与之相容的较小H∞ 指标 ;进而在相容极点和H∞ 指标约束下 ,得到一个与它们相容的较小误差方差指标 ;然后 ,对相容的 3类约束指标 ,给出一个求解满意估计增益的基于LMI的方法 。

D-分割技术确定磁轴承的PID参数鲁棒稳定域

给出仅依靠频率响应确定磁轴承的PID控制参数鲁棒稳定域的方法。根据小增益定理得到闭环系统的鲁棒稳定性条件,由此推导出加性不确定性的内部稳定H∞指标,再由边界穿越定理和D-分割技术,推导了满足H∞指标的PID控制器的鲁棒参数稳定域边界的解析表达式。在稳定域中任选PID参数,可以使得系统稳定并满足鲁棒性能约束条件。该方法降低了PID控制器参数稳定域设计的难度,对磁轴承时滞系统PID参数调节具有良好的鲁棒性。仿真和实验证明了本文方法的有效性。

基于参数空间图解法的多目标满意PID控制器

针对任意阶线性定常系统具有区域极点指标与H∞指标约束的PID控制问题,提出了一种基于参数空间图解法的多目标满意PID控制器设计方法。该设计方法首先基于边界穿越定理,在PID控制器参数空间推导出描述满足区域极点指标和H∞指标的控制器参数解集边界的解析表达式,再应用满意控制思想,对上述二类指标的相容性进行了分析,给出了相容指标较好的取值范围,以及当期望指标相容时基于参数空间图解法的PID控制策略集的具体求解方法。用一个算例说明了该方法的可行性和有效性。

不确定广义系统多约束指标的相容性

针对一类线性不确定广义系统,研究了容许性、H∞指标和状态方差相容条件下的输出反馈控制器的设计问题.首先建立了一个使闭环广义系统满足容许性和给定H∞指标的充要条件;然后利用quasi-Newton方法,将非线性矩阵不等式的可行解问题转化为求解最大特征值的最小问题,在广义系统容许的条件下,对具有指定∞指标及相容状态方差约束的控制问题给出了满意控制设计方法,同时给出了方差约束指标的取值范围;最后,仿真结果表明了所提出方法的有效性,且更能保证系统的动态性能.

基于模糊前馈的ASV再入姿态的模糊鲁棒跟踪控制方法

提出一种模糊鲁棒跟踪控制方法,并应用于研究空天飞行器(ASV)再入段姿态角的跟踪问题.基于 ASV再入段存在外界干扰的不确定姿态动态系统的 T-S 模糊模型,考查姿态角跟踪参考信号的跟踪误差,引入模糊前馈,得出跟踪误差指数稳定的约束条件.并在镇定控制是前馈控制的先决条件的前提下,研究模糊前馈跟踪控制器和具有极点约束的 H_∞模糊镇定控制器的设计问题,基于 Matlab 的线性矩阵不等式(LMI)和模糊逻辑控制(FLC)工具可实现此问题的求解.仿真结果验证本文算法的有效性.