Lipschitz非线性离散系统基于观测器的鲁棒镇定控制设计

本文研究Lipschitz非线性离散时间系统的基于观测器的鲁棒镇定控制问题.首先,针对Lipschitz非线性离散系统,应用微分中值定理和线性参变系统理论,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出基于观测器的鲁棒镇定控制设计的充分条件.随后,将设计结果进一步推广,针对含干扰的Lipschitz非线性离散系统进行H∞性能分析,实现了基于观测器的鲁棒H∞镇定控制,同时给出观测器增益矩阵和控制器增益矩阵的一步求解算法.最后,通过两个数值例子验证了所提方法的有效性.

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。

考虑控制器饱和约束的单杆柔性机械臂鲁棒H∞保性能控制方法

针对单杆柔性机械臂建模误差,控制器饱和及外界扰动的不确定性因素,提出了单杆柔性机械臂的鲁棒H∞保性能控制方法。现有单杆柔性机械臂控制方法多是忽略了其质量对系统性能的干扰,未考虑控制器输入饱和对电机寿命的影响。因此,文章将柔性机械臂的质量作为建模不确定性,然后基于李亚普诺夫函数推导出不确定线性系统鲁棒H∞保性能控制器存在的充分必要条件,将控制问题转换为一个线性矩阵不等式的优化问题。最终使二次性能指标上界或H∞变化范围最小。仿真结果表明,所设计的控制器对于柔性机械臂的振动有很好的抑制效果。

永磁同步电机混沌系统鲁棒非脆弱模糊H_∞控制

为了探讨一类具有不确定参数的非线性系统T-S模糊模型,采用并行分布补偿策略,设计了两种带有不确定控制增益的模糊控制器。利用Lyapunov稳定性理论和矩阵理论,采用线性矩阵不等式(LMI)的处理方法,给出了存在非脆弱模糊控制器且满足鲁棒H∞性能指标的充分条件。用满足这一条件的控制器来控制永磁同步电机(PMSM)混沌系统,选择实际中可行的交轴电压作为控制变量,使系统不仅对控制增益的变化有非脆弱性,而且当系统存在扰动时,该控制器设计方法也能很好的抑制干扰。

不确定时滞系统的时滞依赖鲁棒非脆弱H_∞控制

基于线性矩阵不等式(LMI)方法,研究了不确定时滞线性系统的鲁棒非脆弱H_∞状态反馈控制器的设计问题,以一个LMI形式给出了控制器存在的充分条件,而且该LMI是与时滞相关的。同时,经过全等变换、变量变换和Schur补引理,该LMI的所有参数都是线性的,这样参数无需预取就可以利用LMI Toolbox获得解。实例表明了上述设计方法的有效性。

不确定变时滞系统的鲁棒非脆弱H_∞控制

针对一类参数不确定时变时滞线性系统,研究了鲁棒非脆弱H∞控制器的设计问题。首先利用积分不等式和引入自由权矩阵的方法,得到了系统稳定及非脆弱控制器存在的一个充分条件;然后将其转化为线性矩阵不等式(LMI)表示,通过线性矩阵不等式的可行解构造非脆弱控制器,保证了闭环系统渐近稳定且满足一定的H∞干扰抑制水平,得到的稳定化条件是依赖时滞大小且不要求时滞函数的导数信息,即适用于时滞快速变化的系统。仿真实例表明了该方法的有效性和可行性。

不确定时滞广义系统的鲁棒非脆弱H_∞控制

研究状态反馈控制器增益具有摄动的一类不确定时滞广义系统的鲁棒非脆弱H∞控制问题.分别对控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动研究了控制器的设计问题,并通过对系统广义二次能稳定且满足H∞范数界的研究得到解决.控制器的设计可通过求解一组线性矩阵不等式得到.数值例子说明了所给方法的有效性.

一类不确定非线性系统的鲁棒H_∞控制

讨论了在自由系统和输入通道都带有有界不确定性的仿射非线性系统的鲁棒Ｈ∞控制问题，给出了状态反馈控制设计，对所有允许的不确定性它既能保证关于Ｈ∞模的干扰抑制品质，又能镇定该系统．同时指出如果一个相应的Ｈａｍｉｌｔｏｎ－Ｊａｃｏｂｉ不等式有非负解。

一类多项式非线性系统鲁棒H_∞控制

针对一类具有多项式向量场的仿射型不确定非线性系统,给出一种基于多项式平方和(sum of squares,SOS)技术的鲁棒H∞状态反馈控制器设计方法.该方法的优点在于控制器的设计避开了直接求解复杂的哈密尔顿-雅可比不等式(Hamilton Jacobi inequality,HJI)和构造Lyapunov函数带来的困难.将鲁棒稳定性分析和控制器设计问题转化为求解以Lyapunov函数为参数的矩阵不等式,该类不等式可利用SOS技术直接求解.此外,在前文基础上研究了基于SOS规划理论与S-procedure技术的局部稳定鲁棒H∞控制器设计方法.最后以非线性质量弹簧阻尼系统作为仿真算例验证该方法的有效性.

一类具有范数有界的非线性不确定性时滞系统的鲁棒H_∞控制器设计

研究一类具有有界范数非线性不确定性的线性时滞系统的鲁棒Ｈ∞控制，提出一种鲁棒Ｈ∞控制器的设计方法。该控制器不仅能鲁棒镇定原不确定系统，还能保证闭环系统一定的Ｈ∞性能。

具有分布时滞的中立型随机系统的非易碎鲁棒H∞控制

针对一类具有分布时滞的不确定中立型随机系统,研究了其具有反馈增益变化的H∞状态反馈控制器的设计问题,即设计的控制器当自身受到外部扰动时仍能完成对系统的镇定并满足H∞性能。利用Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式方法,提出了中立型随机系统的非易碎状态反馈H∞控制器存在的充分条件,并给出了相应控制器的设计方法。最后给出数值算例验证了该方法的有效性。

一类非线性不确定系统的鲁棒H_∞控制

利用Ｈａｍｉｌｔｏｎ－Ｊａｃｏｂｉ不等式讨论了一类含不确定项的非线性控制系统的鲁棒Ｈ∞控制问题，分别得到了状态反馈控制器和动态输出反馈控制器，使得相应的闭环系统具有鲁棒Ｈ∞特性的充分条件，并且给出了它们的具体设计．

不确定非线性系统的鲁棒H_∞控制分析与综合

讨论一类仿射非线性系统的鲁棒H∞ 控制问题 .针对自由系统 ,外部干扰输入矩阵和控制输入矩阵都具有加法不确定性的系统 ,将鲁棒性能的分析和综合归结为求解一组Hamilton_Jacobi不等式 ,给出了确保非线性控制系统满足鲁棒干扰抑制性能的充分条件 ,获得了非线性鲁棒控制器的一种形式 .

不确定离散系统的鲁棒非脆弱H_∞控制

针对线性不确定离散系统,研究了鲁棒非脆弱H∞状态反馈控制器的设计问题。鲁棒性是研究被控系统模型参数摄动对闭环系统的影响,脆弱性是研究控制器参数摄动对闭环系统的影响。在系统模型和控制器同时存在不确定时,只有鲁棒非脆弱的控制器才能保证闭环系统的稳定和满足给定性能。系统的不确定项参数时变且具有线性分式形式的范数有界,控制器的增益变化也是时变且具有线性分式形式的范数有界。基于线性矩阵不等式方法,给出了具有加性和乘性控制器增益变化的鲁棒非脆弱控制器存在的充要条件。实例表明了该设计方法的有效性。

一类非线性时滞广义系统的鲁棒H_∞控制

研究了一类带有线性分式不确定参数的非线性时滞广义系统的鲁棒H∞控制问题.基于线性矩阵不等式(LMI)理论,由严格的线性矩阵不等式设计方法给出有记忆状态反馈控制器存在的充分条件.对任意的滞后时间d>0和所有的容许不确定参数,该控制器保证了闭环广义系统是零解渐近稳定的且具有H∞范数约束γ.最后的数值算例说明了设计方法的可行性和有效性.

非线性不确定随机多重时滞系统的鲁棒H_∞控制

研究一类非线性不确定随机多重时滞系统的鲁棒 H∞ 控制问题。运用线性矩阵不等式方法 ,导出了满足系统随机鲁棒稳定的充分条件 。

非线性约束系统H_∞鲁棒预测控制

针对一类具有状态约束和控制约束的离散非线性系统,本文采用有限维参数化方法提出了一种基于闭环优化的H∞鲁棒预测控制算法.这种算法把预测控制的滚动优化机制同微分对策理论和非线性H∞控制理论做了有机结合;在闭环优化中通过有限维参数化方法把控制变量参数化为多项式控制变量,并且引入被控系统的过渡平衡点.这样算法不但可以处理不确定系统,而且降低了在线闭环优化的计算复杂度.进一步,证明了算法的可行性和对有界不确定性系统的鲁棒稳定性.最后,用数值仿真验证了算法的有效性.

一类不确定非线性系统的鲁棒H_∞控制

在一种工程应用背景之下 ,考虑了一类非线性系统的鲁棒H∞ 控制问题 ,不确定性范数有界 ,基于HJI不等式研究了状态反馈控制器设计问题 ,使得闭环系统满足H∞ 干扰抑制性能要求 .

时滞区间广义系统的鲁棒非脆弱H_∞控制器

研究了状态反馈控制器增益具有摄动的一类时滞区间广义系统的鲁棒非脆弱H∞状态反馈控制问题。这个问题通过对系统进行广义二次能稳定且满足H∞范数界的研究而得到解决。设计的状态反馈控制器,其增益也是区间矩阵。控制器的设计可以通过求解一组线性矩阵不等式(LMI)得到。最后, 数值例子说明了本文所给方法的有效性。

基于模糊模型和神经网络的多时滞不确定非线性系统的鲁棒H_∞控制(英文)

针对一类具有多时滞的不确定非线性系统 ,提出了一种基于模糊模型和神经网络的组合控制方法 .利用具有多时滞的模糊T S模型对系统进行近似建模并给出基于线性矩阵不等式(LMI)的模糊H∞ 控制律 .提出完全自适应RBF神经网络控制方法 ,通过在线自适应调整RBF神经网络的权重、函数中心和宽度 ,来对消系统的未知不确定性和模糊建模误差的影响 ,不要求系统的不确定项和模糊建模误差满足任何匹配条件或约束 ,并证明了闭环系统的稳定性 .最后 ,将所提出的方法应用到一具有多时滞的非线性混沌系统 ,仿真结果表明了该方法的有效性 .