基于有限维YOULA参数化的多目标H_2/H_∞最优控制

讨论了多目标H2／H∞最优控制器的设计问题。针对文献[1]中Scherer提出的基于观测器结构的Youla参数化算法,给出了其解存在的必要条件。并基于此算法,将多目标H2／H∞最优控制器的设计问题转化为可解的线性矩阵不等式(LMI)的凸优化问题。通过对每个综合目标使用独立的Lyapunov函数,降低了系统的保守性。并应用于Benchmark控制器的设计,证明了该方法的有效性。

基于LMI的结构振动多目标鲁棒H_2/H_∞控制

研究了考虑建筑结构动力特性具有不确定性的多目标鲁棒H2/H∞控制问题。在设计控制器的过程中,将模型参数(包括质量、刚度和阻尼)的不确定性引入到状态方程的摄动矩阵之中,使得闭环系统对所有允许的不确定性同时满足H∞干扰抑制和最优H2性能。基于线性矩阵不等式优化技术,推导得到了线性矩阵不等式组来求解相应的多目标优化问题,应用MATLAB的线性矩阵不等式工具箱设计了输出反馈控制器。最后对一3层结构进行了振动控制仿真分析,结果表明了所提方法的有效性和优越性。

基于遗传算法的主动悬架多目标H_2/H_∞鲁棒控制

利用多目标遗传算法(μMOGA)并结合线性矩阵不等式(LMI)对四分之一主动悬架的混合H2/H∞控制的保守性进行了研究。利用多目标遗传算法对控制增益进行搜索,H2和H∞范数通过解矩阵不等式得到。将基于μMOGA/LMI优化得到的非支配解与多目标控制工具箱的结果进行比较发现:基于μMOGA/LMI的优化结果明显优于多目标控制箱优化结果。利用μMOGA/LMI对四分之一主动悬架进行设计,得到的主动悬架性能指标仿真结果明显优于被动悬架的性能指标。

基于扩展LMI的多目标H_2/H_∞状态反馈控制综合

对于连续时间系统的多目标H2／H∞控制问题通过状态反馈给出了一个新的综合方法。该方法依赖于引入的附加变量,降低了通常条件下基于LMI的多目标控制问题的保守性。新方法应用消去引理(Elimination Lemma)得出扩展的H2性能和H∞性能的LMI约束条件,使得与控制器参数相关的优化变量和系统矩阵之间是独立的,能够使用不同的Lyapunov矩阵变量来处理多目标控制问题,仿真结果验证了新方法的有效性。

具有区域极点配置的多目标H_2/H_∞优化控制

提出了一种优化空间自适应调整的多目标遗传算法(ASMOGA),并将其应用于具有区域极点配置的多目标H2/H∞优化控制。ASMOGA算法能够根据种群的质量对优化空间进行自适应调整,同时定义了一种新的辅助罚函数,可以有效处理众多的闭环区域极点约束条件。对某卫星姿态控制系统的仿真结果表明,与线性矩阵不等式LMI方法相比,ASMOGA算法的优化结果具有更小的保守性。

结构振动的H_2/H_∞混合最优控制

讨论了柔性结构振动的混合Ｈ２／Ｈ∞最优控制问题、结构振动控制器的鲁棒稳定性转化为Ｈ∞最优控制问题，以及振动控制的最优二次性能转化为Ｈ２最优控制问题，并提出了利用遗传算法求解Ｈ２／Ｈ∞的方法。通过结构振动主动控制的计算机仿真，表明用遗传优化算法解Ｈ２／Ｈ∞最优控制是有效的。仿真结果还表明，Ｈ２和Ｈ∞性能指标是相互矛盾的，本方法能有效地处理Ｈ２和Ｈ∞性能指标的折衷问题，以得到闭环系统的鲁棒稳定性和良好的时域性能。

基于多目标进化算法的混合H_2/H_∞优化控制

提出一种用于混合H_2/H_∞优化控制的多目标进化算法.为加快算法的收敛进程,将LMI方法的优化结果作为初始代种群,并采用群体排序、小生境和最优保留等关键技术.仿真结果表明,与LMI方法相比,多目标进化算法的优化结果具有更小的保守性.

基于时域和频域特性的多目标H_2/H_∞优化控制

应用基于多目标的克隆选择算法,求解具有稳定极点并满足时域动态性能指标的H_2/H_∞混合多目标控制器.把这一算法应用于汽车四轮转向系统的鲁棒控制器设计中,设计出的鲁棒控制器实现了上述三目标.与用线性矩阵不等式方法解得的控制器相比,这种算法求得的控制器具有更好的性能.

基于多目标H_2/H_∞方法的鲁棒飞行控制研究

文中基于线性矩阵不等式(LMI)方法研究了多目标H2/H∞控制在飞行控制系统中的应用,分析了飞行控制系统在同时具有外界干扰和建模误差等不确定性时的多目标H2/H∞状态反馈控制器的设计问题。对H∞、H2和H2/H∞三种控制方法进行对比研究,分析说明了H∞和H2方法应用的局限性。通过对某型飞机纵向飞行控制系统的仿真分析,结果表明多目标H2/H∞设计方法的具有控制增益小、动态性能好、鲁棒性强等特点。

基于Q参数优化的环形力矩电机多目标混合H_2/H_∞控制

数控转台用永磁环形力矩电机回转伺服系统采用直接驱动方式后,对负载扰动和参数变化更为敏感,使系统的伺服性能大大降低。采用H2和H∞结合的多目标控制方法,在保证系统动态性能的基础上,可以提高系统的鲁棒性和抗扰性能,以解决快速性和鲁棒性之间的矛盾。为此,采用Q参数优化方法设计多目标混合H2/H∞速度控制器,利用连续系统与离散系统解的一致性,将连续问题转化为离散问题求解。仿真结果表明,与传统H∞速度控制相比,所提出的多目标混合H2/H∞速度控制使永磁环形力矩电机伺服系统对负载扰动及参数变化具有更强的鲁棒性和快速性。

变速变桨风力发电系统的鲁棒H_2/H_∞多目标控制

应用机理建模方法建立风力发电系统模型。将额定风速以上风电机组功率水平控制问题转化为H2/H∞多目标控制问题,包括混合H2/H∞控制和区域极点配置两个目标,混合H2/H∞实现风电系统输出功率的平滑控制并减小机械载荷;应用区域极点配置满足系统的动态性能指标。利用LMI方法求解得到桨距角鲁棒控制器,实现了风力发电系统功率水平的控制。在MATLAB环境下仿真结果表明,控制器不但能够实现额定风速以上风电机组的恒功率输出控制,而且有效减小了风力发电系统运行过程中的机械载荷。

基于多目标粒子群算法的H_2/H_∞鲁棒控制设计

在多目标的鲁棒控制系统设计中,使用传统方法通常存在一定的保守性。应用粒子群算法研究多目标的鲁棒控制设计问题,提出了基于多目标粒子群算法H2/H∞鲁棒控制设计方法。数值仿真结果表明:与已有的LMI(线性矩阵不等式)方法相比较,用多目标粒子群算法获得的鲁棒控制器具有更好的鲁棒性能指标,降低了鲁棒控制设计的保守性。

广义系统的H_2最优控制

研究连续广义系统的标准 H2 最优控制器的设计问题 .利用线性分式变换方法给出该系统的所有稳定化控制器的参数化形式 ,从而借助于两个广义 H2 代数 Riccati方程和两个广义Lyapunov方程 ,分别给出该系统的一个标准 H2 最优控制器的设计及最优 H2 范数的计算 .最后用一个算例进一步说明设计方法 .

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。

一类非线性动态系统的混合H_2/H_∞模糊输出反馈跟踪控制

讨论一类非线性动态系统的混合H2/H∞模糊输出反馈跟踪控制问题。首先利用T-S模糊模型对系统进行建模,然后设计基于观测器的控制器,使跟踪误差尽可能的小,并且对于任何有界参考输入,满足给定的H∞跟踪性能,以及在满足给定的H∞跟踪性能下,达到H2次优控制性能,最后将观测器与控制器的设计问题转化为EVP(特征值问题)。

具有闭环极点位置约束的H_2／H_∞混合控制

主要研究系统具有闭环极点位置约束的Ｈ２／Ｈ∞混合控制问题．通过引人一个辅助性能函数，将具有极点位置和Ｈ∞性能约束的系统Ｈ２性能优化问题转化成有一个矩阵方程约束的辅助性能函数优化问题，并给出这个问题静态输出反馈解的表达式．

振动压路机无级调幅H_2/H_∞控制

为降低振动压路机无级调幅过程中的压力波动,进一步提高路面压实质量,针对调幅系统具有大时滞和强非线性的特点,综合H2最优控制和H∞鲁棒控制的优点,提出H2/H∞混合控制策略。将液压系统参数摄动到系统压力灵敏度函数的H∞范数作为鲁棒性能评价指标,将负载扭矩波动到振动轮加速度传递函数的H2范数作为线性高斯二次型(LQG)性能指标;基于系统动力学模型,采用Matlab/LMI模块设计了H2/H∞控制器,利用AMEsim液压元件库建立了振动压路机调幅液压系统的动态响应模型,进行联合仿真研究。结果表明:在提出的控制策略下,加速度动态响应经过3 s左右达到稳定,不存在稳态误差;液压系统仅在调幅初始阶段有压力冲击,但冲击幅度很小,仅为2 MPa,且在整个调幅过程中,压力稳定,基本无波动;与传统的PID控制相比,在快速性、准确性和稳定性方面均具有一定的优越性。

基于H_2/H_∞状态反馈风能转换系统双频环优化控制

:根据风速的多时间尺度特性,在风能转换系统非线性机理模型的基础上,建立风能转换系统的双频模型;并设计了双频环优化控制器,其中低频环采用PI稳态优化控制方法;高频环采用H_2/H∞状态反馈的多目标优化控制。仿真结果表明,基于H_2/H_∞状态反馈的风能转换系统的双频环优化控制方法是有效的,并在多个控制指标之间进行折衷处理。

不确定离散时间系统的H_2/H_∞最优保性能控制

针对具有两个不同被调输出的一类不确定离散时间系统 ,研究了其 H2 /H∞ 状态反馈保性能控制问题。基于线性矩阵不等式处理方法 ,导出了存在 H2 /H∞ 保性能控制律的充分必要条件 ,并用一个线性矩阵不等式的可行解给出了所有保性能控制律的一个参数化表示。进而 ,通过建立和求解一个凸化问题 ,给出了 H2 /H∞最优保性能控制设计方法。最后 。

基于H_2最优控制的助力电机降噪策略仿真

介绍助力电机的应用,建立电机的数学模型。将H2最优控制理论应用于助力电机的控制策略研究,设计H2最优控制器。经仿真验证,所设计的H2最优控制器不但使系统具有良好的瞬态和稳态性能,而且具有较好的抗干扰能力,能有效地抑制噪声的干扰,增强系统的鲁棒性能。