混合H_2/H_∞鲁棒控制在飞行器控制中的应用

利用混合H2/H∞鲁棒控制技术设计了某型飞行器运动控制系统。用小扰动方法对飞行器非线性运动控制系统进行线性化,之后建立了混合H2/H∞鲁棒控制问题的系统模型,设计了H2/H∞鲁棒控制器,使飞行器运动系统有较大的鲁棒稳定性同时满足一定的鲁棒性能要求。仿真结果表明,系统具有满意的鲁棒稳定性和闭环噪声抑制性能。

混合H_2/H_∞鲁棒控制器设计

在状态空间描述下,定义了混合H2/H∞控制的完整信息、完整控制、干扰顺馈、输出估计这4种典型情况.在二次稳定意义上,讨论了混合H2/H∞的性能指标,及这4种典型情况的混合H2/H∞线性反馈控制器设计,给出了充分必要条件.在典型情况分析的基础上,研究一般意义上的混合H2/H∞反馈控制器设计.H2和H∞的干扰输入阵及性能评价函数各不相同时的混合H2/H∞反馈控制器,与H2和H∞控制器设计相似,归结为解两个Riccati方程.但这两个Riccati方程含有参数,最优解要通过搜索这两个参数得到.结果包含了单纯的H2和H∞设计,可看作是H2,H∞和混合H2/H∞的统一设计方法.最后通过一个简单的例子,说明了控制器设计方法的可行性.

基于小波的混合H_2/H_∞鲁棒控制数值解法

基于小波基函数的正交逼近特性及运算矩阵,提出了一种求解混合H2/H∞鲁棒控制问题的新方法。该方法利用离散小波快速算法的数值矩阵,将原问题转化为代数矩阵问题,避免计算耦合Riccati微分方程,适合于计算机求解。文中给出了计算实例,计算结果令人满意。

混合H_2/H_∞鲁棒控制在飞行控制中的应用

利用混合 H2 / H∞ 鲁棒控制技术 ,研究飞机纵向控制系统的综合问题。针对飞机控制系统含有大量的非线性和不确定因素 ,用混合 H2 / H∞ 鲁棒控制方法设计线性状态反馈控制器 ,使飞机控制系统在鲁棒稳定条件下 ,满足一定的性能指标。在国产某飞机纵向控制系统中的应用表明 ,所提出的方法是实用的和有效的。

不确定系统混合H_2/H_∞鲁棒控制的直接迭代LMI方法

设计多胞型不确定系统的控制器时,引入附加变量能够减小设计保守性,但这会使线性矩阵不等式(LMI)的维数大大增加,控制器难以求解.本文阐述了一种基于直接迭代线性矩阵不等式(DILMI)方法的混合H2/H∞鲁棒控制方法.首先借助于仿射二次稳定理论将整个多胞型不确定集合的稳定性问题转化为该集合各顶点的稳定性问题.利用参数依赖Lyapunov方法,给出了一个保证系统鲁棒稳定,并满足混合H2/H∞性能指标的充分条件.随后采用DILMI算法实现了Lyapunov变量和控制增益的解耦,无需引入附加变量就能够求解充分条件中的非凸优化问题.最后,关于F-16多胞型模型的飞行仿真验证了该方法的有效性.

基于H_2/H_∞混合优化的大型风电机组变桨距鲁棒控制技术研究

基于线性矩阵不等式(LMI)设计多目标鲁棒H2/H∞状态反馈变桨距控制器,并通过极点配置,保证闭环系统的动态和稳态性能。变桨距控制器设计时充分考虑了减缓传动链疲劳载荷,达到减小机组关键部件载荷的目的。使用FAST软件进行仿真,仿真结果表明新型控制策略可有效平稳风电机组输出功率并降低机组疲劳载荷,实现了优化H2/H∞鲁棒控制性能。

基于LPV动态逆的D稳定H_2/H_∞混合鲁棒控制无人直升机巡航

将无人直升机不可测的旋翼动态视为准稳态构造线性转动动态的参数时变动态逆,引入相位补偿器解决前向通道相位滞后问题.针对动态逆方法对模型不确定性很敏感的问题,应用了H_∞鲁棒控制方法.加入H_2混合控制以改善控制性能,并加入区域稳定方法实现过渡态的控制指标.飞行试验验证了该方法的有效性.

柴电混合电力推进船舶负载频率H_∞鲁棒控制

[目的]风、浪及海流等多种随机不确定因素会引起船舶综合电力系统负载频率的波动。[方法]采用电池补偿柴油发电机组输出功率与船舶需求功率之间的差值,对柴油发电机组进行二次调频控制,保证船舶电网功率平衡,抑制电网频率波动。建立综合电力推进系统频率控制状态空间模型,基于H_∞混合灵敏度原理,选取合理的灵敏度与补灵敏加权函数设计鲁棒控制器,采用线性矩阵不等式(LMI)方法对设计的控制器进行求解并进行算例仿真。[结果]系统幅频特性表明,设计的鲁棒控制器具有合理性,短时冲击信号作用下的性能表现满足指标要求。与传统PI控制器的对比结果表明,设计的鲁棒控制器能显著抑制随机扰动引起的电网负载频率波动,减小柴油发电机组与电池的功率变化,电池荷电状态(SOC)变化范围明显缩小,可提高船舶电力系统鲁棒稳定性与鲁棒性能。[结论]该系统在各种工况下都能稳定运行并且使电网频率稳定,同时提高柴油发电机组燃油经济性,减小废气排放。

基于LMI的高层建筑结构分散H_2/H_∞鲁棒控制

针对输入荷载特性未知的高层建筑结构在集中控制下的可靠性低、计算量大等局限性,本文提出从分散H2/H∞鲁棒控制理论出发,对其进行线性矩阵不等式(LMI)求解,从而实现对多个子系统的多自由度建筑进行分散控制的方法。通过对一个高层剪切型建筑结构进行仿真运算,探讨了土木工程中运用分散控制方法的有效性,以及该方法对建筑结构进行分散主动和半主动控制的一些特性。

基于对策论的H_2/H_∞多目标鲁棒控制研究

为保证无人机在飞行过程中同时具有稳定鲁棒性和性能鲁棒性,必须采用H2/H∞混合控制方案。基于对策论的思想,把H2/H∞混合控制问题抽象为两个对局者信息不完全情况下的非零和博弈模型,利用纳什最大最小谈判解原理设计出求解H2/H∞混合控制的一般算法,得到H2/H∞非零和博弈模型的纳什均衡点。以某小型无人机纵向运动模型为研究对象,仿真结果表明通过纳什均衡点设计出的H2/H∞状态反馈控制器能够使系统在保持鲁棒稳定性的前提下获得最优化的动态性能指标,证明了这种思路的正确性和算法的有效性。

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。

基于混合H_2/H_∞鲁棒控制的无人机着陆控制律研究

基于飞行安全考虑,自动着陆控制律要求具有很高的控制精度和鲁棒性。该文通过混合H2/H∞鲁棒控制的方法,来设置具有极点配置的线性状态反馈控制器,从而使闭环控制系统具有良好的静态和动态性能。

基于混合H2/H∞滤波信息融合的室内定位算法

在接收信号强度指示(RSSI)指纹定位与行人航位推算(PDR)组合室内定位模型中,针对噪声误差和模型误差对融合定位的影响,提出了一种基于混合H2/H∞滤波的融合定位方法。由于室内信号存在多径传播、衰减、非视距(NLOS)的影响以及传感器精度问题,系统或观测噪声往往不符合卡尔曼滤波(KF)的假设前提,造成滤波稳健性差。H∞滤波不对噪声特性和模型误差做出假设,具有一定抗干扰能力,但由于结果保守,精度略低。混合H2/H∞滤波同时兼顾了二者的特性,在精度和鲁棒性提供一种均衡。通过仿真实验对比这3种滤波的融合定位性能。实验结果表明:混合H2/H∞滤波有效提高了指纹/PDR组合室内定位系统的精度和鲁棒性。

列车垂向振动的混合灵敏度H_∞鲁棒控制

为有效抑制车辆振动,提出一种列车主动悬挂H_∞鲁棒控制器的设计方法。通过合理简化,建立车辆垂向振动动力学模型,同时,考虑到名义对象的不确定性和系统的性能要求,选用合适的权函数,设计出基于混合灵敏度PS/T广义模型的输出反馈式H_∞鲁棒控制器,并运用DGKF法给出控制器存在的充分条件。仿真结果表明:混合灵敏度H_∞鲁棒控制器能有效抑制车体的垂向振动,保证列车的乘坐舒适性和运行平稳性。

分散H_2/H_∞鲁棒控制的LMI方法

应用线性矩阵不等(LMI)方法研究大系统分散 H_2/ H_∞ 控制问题。首先描述了分散H_2/ H_∞状态反馈控制问题,然后提出了存在分散H_2/ H_∞ 状态反馈控制器的参数化定理和两种基于LMI的设计方法:直接LMI方法和迭代LMI(ILMI)方法。所获得的控制器具有块对角结构,闭环系统稳定且能优化闭环系统的H_2/ H_∞性能指标。作为该方法的推广,也探讨了分散H_∞控制器的设计问题。最后用示例说明了两种方法的应用。

线性系统的H_∞／L_2鲁棒控制问题及其简化

本文研究具有参数不确定性的线性系统的鲁棒性控制问题，提出并证明了不确定系统在Ｈ∞边界约束下使Ｌ２指标最小的充分条件，由此导出Ｈ∞／Ｌ２综合方法可将参数摄动系统的鲁棒控制器的设计问题转化为其标称系统当干扰强度增大时的鲁棒控制器的设计问题。

分散H_2/H_∞状态反馈鲁棒控制设计—LMI方法

本文提出了一种大系统基于状态反馈分散Ｈ２／Ｈ∞状态反馈鲁棒控制设计方法。通过对集中控制器的参数结构约束，把反馈增益的设计条件转化为线性矩阵不等式（ＬＭＩ）约束，提出了存在分散Ｈ２／Ｈ∞状态反馈控制器的ＬＭＩ参数化定理。用ＬＭＩ方法求解分散Ｈ２／Ｈ∞鲁棒控制器，使闭环系统渐近稳定，Ｈ２／Ｈ∞性能指标最优。

高层建筑结构混合控制系统的H_∞鲁棒控制研究

从建筑结构控制系统的特性出发,针对带AMD-TMD混合控制系统的建筑结构,建立了全阶模型,并提出降阶模型。将等效两端口模型引入带AMD-TMD控制的建筑结构上,使用H∞频域定型综合理论,设计出了混合控制系统的鲁棒控制器。应用MATLAB语言对控制系统进行了仿真分析。结果表明,该系统不仅具备良好的控制效果,而且具有较好的控制性能和鲁棒性能。

惯性时延工业对象的H_∞混合鲁棒控制

本文在H_∞控制理论和参数化鲁棒控制器设计理论的基础上,提出一种基于系统互补灵敏度η(S)满足鲁棒性能指标的条件下,能吸收被控对象的阶次变化,导出一种适合惯性加输入纯时延对象的鲁棒控制器,它的结构与阶次不随该类被控对象的阶次而变化,它的参数需要用效果较好的2次型输出误差泛函极小与次优H_∞控制理论进行联合整定,即H_∞混合鲁棒控制:给出可选(τ,T)数组值的整定策略;论证了由此构成的闭环控制系统的稳定性与对输入的渐近跟踪特性。最后用MATLAB仿真程序,给出控制器参数在初值与鲁棒次优值下系统的阶跃响应;为了验证对象模型不确定时系统的鲁棒性,给出控制器参数在次优值下不变,对象参数上下波动60%时的动态响应,及对象阶数下降与上升时的动态响应,还给出此种控制器结构用于标称3阶与特大纯时延2阶对象时的情况。

交流伺服系统H_∞鲁棒控制混合灵敏度指标优化算法

交流伺服系统具有良好的性能,但是难以精确地建模,同时,由于交流伺服系统和应用环境的复杂性,在系统参数变化和外界扰动的影响下,使系统的鲁棒性变差。采用H∞鲁棒控制混合灵敏度指标优化算法可以改善其鲁棒性,在进行实验仿真后,证明此算法可以有效地抑制参数变化和扰动带来的影响。