具有闭环极点约束的空天飞行器再入姿态的模糊保性能控制

研究了空天飞行器(ASV)再入姿态的具有闭环极点约束的模糊保性能控制律的设计问题。基于ASV再入段存在参数摄动的不确定姿态动态系统的T-S模糊模型,考查姿态角和角速率误差的镇定问题,结合圆盘极点约束,导出了具有极点约束的模糊保性能控制律存在的条件,基于Matlab的LMI(Linear Matrix Inequalities)和FLC(Fuzzy Logic Control)工具给出了ASV再入姿态的具有闭环极点约束的模糊保性能控制器的设计方法。仿真结果验证了算法的有效性。

圆盘区域极点约束鲁棒非脆弱控制

针对一类参数不确定线性系统,研究了具有圆盘区域极点约束的状态反馈鲁棒非脆弱控制器设计问题。系统中的参数不确定性满足范数有界条件,设计的非脆弱控制器具有加性和乘性不确定项。基于线性矩阵不等式(LMI),提出了将闭环系统极点配置到指定圆盘区域的状态反馈鲁棒非脆弱控制器存在的充分条件。然后利用G辅助变量替换技术拓展了圆盘极点配置的线性矩阵不等式(LMI)条件,提出保守度较低的状态反馈非脆弱控制器设计方法。数值仿真例子验证了给出的控制器设计方法的可行性。

具有极点约束的线性振动系统的一种主动控制设计:LMI方法

本文讨论具有闭环极点约束的线性振动系统状态反馈主动控制设计问题。极点约束集是左半复平面上一个由圆形和带状区域构成的凸域 ,以闭环系统的H2 指标为优化目标 ,将该设计问题转化成一个易于计算的线性矩阵不等式 (LMI)约束的凸优化问题求解。最后运用本文方法对一个双层隔振系统模型进行状态反馈控制设计 。

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.

线性离散系统具有闭环极点约束的输出反馈H_∞控制

对一类线性离散系统 ,研究了具有闭环圆盘极点约束的输出反馈H∞ 控制问题 .基于线性矩阵不等式处理方法 ,导出了输出反馈控制器的存在条件和设计方法 .和现有方法相比 ,本文的方法具有更小的保守性 .

具有极点约束的输出反馈完整性控制器设计

基于LMI理论,给出了线性连续时不变系统具有极点约束的输出反馈完整性控制器存在的充分条件,并在此基础上提出一种输出反馈完整性控制器的设计方法,使得当传感器或执行器发生故障时,闭环系统渐近稳定,且闭环极点位于左半复平面的指定区域。数值示例说明了该方法的有效性。

具有闭环区域极点约束的H_2/H_∞主动悬架鲁棒控制

以1/4车辆二自由度主动悬架为研究对象,采用同时具有H2性能和H∞性能的H2/H∞鲁棒控制理论,运用线性矩阵不等式工具箱,设计出具有H2/H∞性能要求和闭环区域极点约束的状态反馈控制器。运用闭环极点约束的方法,通过调整传递函数||T∞||∞和||T2||2值在H2/H∞混合控制中的权重系数,实现了悬架闭环系统H2和H∞的性能调节。在时域内和频域内进行了仿真,并与LQR控制器进行了对比分析。结果表明,采用H2/H∞鲁棒控制理论设计的控制器对系统参数不确定具有较好的鲁棒稳定性,而且能够有效地抑制外界干扰,很好地改善系统的动态性能。

稳定估计F矩阵的双对极点约束算法

从基础矩阵参数的几何意义出发 ,给出了新的估计基础矩阵的约束条件 ,使无约束规划的目标函数由原来的 4元 8次降为 4元 6次 ,并用求解非线性方程的方法求出了双对极点位置 ,实现了 F阵的稳定估计 ,有效地避免了传统的用非线性最小二乘法求解所存在的不足 .实验结果表明 ,文中所提供的方法彻底克服了原双对极点约束方法运算速度慢、存在大量伪解和对极点的不稳定现象 ,实用性较强 .

非线性系统具有圆盘极点约束的鲁棒模糊控制

针对一类具有范数有界时变参数不确定性的离散非线性系统,研究其具有圆盘极点约束的鲁棒模糊控制问题.采用T-S模糊模型逼近实际的离散非线性系统,结合并行分布补偿法和二次型性能指标,导出了保证闭环系统鲁棒稳定且所有极点配置在预先指定圆盘中的二次圆域稳定保性能控制器的存在条件,并将最优保性能控制器的设计问题可归结为求解一个线性矩阵不等式的凸优化问题.最后的仿真结果验证了设计方法的有效性.

具有区域极点约束的柔性梁鲁棒H_∞振动主动控制

本文基于H∞控制理论研究了传感器和作动器非同位配置情况下,柔性悬臂梁的多模态振动抑制问题。采用频域辨识方法获取低阶名义模型,合理选取加性不确定权函数和性能权函数,将鲁棒H∞控制问题转化为标准H∞控制问题。为了避免H∞控制器设计过程中产生的零极点对消问题,在求解过程中引入区域极点约束。比较了鲁棒H∞控制器和不考虑高阶未建模动态的非鲁棒H∞控制器的控制效果,实验结果表明,设计的鲁棒H∞控制器能够有效抑制柔性梁的前三阶模态振动,而且不会发生溢出问题。

在闭环极点约束条件下研究控制系统最大鲁棒稳定界

不仅研究了一类扰动控制系统鲁棒稳定界的定义、优化等问题 ,而且通过研究控制系统鲁棒稳定界与Riccati矩阵方程解的关系 ,提出了在闭环极点约束条件下研究鲁棒稳定界的方法 ,并给出了基于LQ逆问题参数化解的极大化鲁棒稳定界的优化算法 .

鲁棒极点约束的T-S系统状态反馈H_∞控制方法

针对T -S模糊模型描述的非线性系统 ,提出一种基于线性矩阵不等式 (LMI)具有闭环极点约束的状态反馈H∞ 控制设计方法 ,将闭环系统稳定性和性能指标归结为线性矩阵不等式 (LMI)的凸规划问题 ,通过求解线性矩阵不等式得到满足要求的控制器参数。以倒立摆为例 ,对该方法进行了验证 ,结果表明该方法可行有效。

具有μ-稳定域极点约束的鲁棒H_2滤波

针对具有多面体内参数不确定性的线性连续系统,讨论具有μ-稳定域极点约束的鲁棒H_2滤波器设计问题。目的是找到一个稳定的线性滤波器使滤波误差系统具有保价的H。性能和期望的极点位置。滤波策略是利用参数依赖Lyapunov函数法,导出鲁棒H_2性能判据和极点配置条件。基于所得到的多目标性能准则推导了具有极点约束的全阶和降阶鲁棒H_2滤波器存在的充分条件,并将滤波器的设计转化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化求解问题。算例表明了这种滤波设计的有效性。

具有LMI区域极点约束的超高速电液比例H_∞控制器研究

为了提高系统响应速度和频宽,利用线性矩阵不等式处理方法设计了具有LMI区域极点约束的输出反馈H∞控制器,分析了LMI区域极点约束对不确定系统动态特性的影响。仿真结果表明,输出反馈H∞控制器不仅能保证超高速电液比例系统稳定的动态特性,还能保证100 Hz以上的带宽,确保了良好的跟踪精度。通过试验验证了超高速电液比例系统输出反馈H∞控制器的正确性和有效性。

具有区域极点约束的无偏H_∞滤波

本文在无偏估计存在的条件下,给出了具有区域极点约束的无偏H∞滤波器的设计方法。该方法克服了传统滤波方法的局限性,既考虑了系统的输入输出鲁棒性能,也考虑了内部动态性能的要求,同时简化了滤波器的设计过程。以对河流污染物B.O.D含量的估计为例,仿真结果表明本方法具有较好的估计效果。

具有极点约束的焊接系统非脆弱控制

研究了一类焊接系统的非脆弱控制问题。首先将焊接系统等效为不确定采样系统,然后将极点约束理论与线性矩阵不等式理论相结合,给出非脆弱控制器的存在条件和控制器设计方法。最后,通过数值算例验证了控制算法的可行性和有效性。

极点约束的BTT导弹分散模糊性能控制

研究导弹自动驾驶仪优化控制问题,由于倾斜转弯(BTT)导弹在飞行过程中常处于大攻角和快速滚转状态,导致通道间存在较强的非线性耦合引起系统不稳定,给自动驾驶仪设计带来了困难。针对上述问题,提出一种具有极点约束的分散模糊保性能跟踪控制器设计方法。首先BTT导弹模型可以看作非线性关联大系统,并考虑通道间的运动耦合。接着,基于BTT导弹的分散T-S模糊模型,设计一种分散控制器,不仅保证整个闭环系统稳定,且闭环极点落在复平面给定区域,同时系统的性能小于一个上界。然后,控制器设计问题可以转化为一组线性矩阵不等式(LMI)的优化问题。最后,仿真结果表明能够克服通道之间的耦合带来的影响,为提高控制器的有效性提供了依据。

含有极点约束的不确定系统鲁棒保成本弹性控制

为了改善控制器性能,降低控制器设计过程中存在的保守性,基于线性矩阵不等式(LMI)方法,结合辅助变量替换技术,研究了一类参数不确定线性系统具有极点约束条件的状态反馈鲁棒保成本弹性控制问题.系统中的参数不确定性满足范数有界条件,设计的非脆弱控制器具有乘性增益变化.首先,利用矩阵变换方法,将极点约束鲁棒保成本弹性控制器的设计问题归结为一个线性矩阵不等式凸优化求解问题,通过求解该凸优化问题可以获得控制器参数.然后,利用辅助变量替换技术改进控制器设计方法,降低控制器设计中存在的保守性.最后,通过数值仿真验证了所给出的控制器设计方法的可行性.

具有极点约束的无偏H^∞滤波方法及应用

利用具有极点约束的无偏H∞滤波方法,设计一个稳定的线性无偏滤波器,使由被估计对象和滤波器组成的误差系统满足‖Tew‖∞<γ.在满足误差系统对外部扰动的抑制性能要求的同时,考虑系统的内部动态特性,将极点配置在一个适当的区域内.以连续搅拌反应釜(CSTR)为例,在线性矩阵不等式(LMI)技术下,通过对系统中的可测量状态信息(温度)利用本文方法估计不可测量状态(浓度).仿真结果表明,该方法有较好的估计效果,能逼真地跟随系统中的状态变化,估计误差较小.

具有区域极点约束的H_∞概率鲁棒控制器设计与仿真

针对利用确定性方法对参数不确定系统进行具有区域极点约束的H∞鲁棒控制综合具有计算复杂、保守性大等特点,一种基于概率鲁棒性分析思想的新控制器设计方法被提了出来。然后,利用多目标遗传算法对其进行求解。仿真结果显示,此设计方法简单、保守性小,而且能满足系统动态性能和对扰动抑制的鲁棒性要求,是有效、实用的。