分布时滞网络控制系统的非脆弱L_2-L_∞控制

为了解决带有分布时滞的不确定网络控制系统中网络通道存在的时延、丢包以及控制器存在参数摄动等问题,提出了具有分布时滞和网络诱导时滞的非脆弱L_2-L_∞控制器设计方法。通过选取时滞依赖的Lyapunov函数,构造自由权矩阵进行鲁棒稳定性分析,推导出保证闭环控制系统渐近稳定的L_2-L_∞性能判据。利用线性矩阵不等式(LMI:Linear Matrix Inequality)技术将L_2-L_∞控制器设计问题转化为LMI的凸优化问题。最后,数值仿真的对比结果验证了所设计的控制器不仅可使开环发散的系统在满足给定的性能指标下闭环渐近稳定,而且与无参数摄动的常规控制器相比,非脆弱控制器的收敛效果更好。

与非合作目标交会的追踪卫星轨道L_2-L_∞增益控制

针对空间交会中非合作目标卫星存在轨道机动的特殊情况,研究了追踪卫星的轨道控制器设计方法。考虑参数的不确定性和执行器饱和特性,在惯性系下建立了两星相对轨道运动的近似模型;将目标卫星轨道机动视作系统干扰并考虑追踪卫星控制干扰,以燃料消耗和时间为优化指标,提出了基于系统有限时间性能和系统L2-L∞增益的控制器设计目标;采用线性不等式技术提出并证明了控制器存在的充分条件,并将控制器设计问题转化为凸优化问题求解。仿真结果表明,设计的控制器有效且对不确定性和干扰具有较好的鲁棒性。

时滞相关滑模L_2-L_∞控制非线性不确定系统

针对一类非线性不确定时滞系统,依据变结构控制理论,设计了时滞相关滑模控制器使系统状态到达并保持在预先设计的比例-积分型滑模面上。在此基础上设计了无记忆L2-L∞状态反馈控制器,应用线性矩阵不等式方法,给出了系统滑动模态鲁棒渐近稳定且具有L2-L∞扰动衰减水平γ的时滞相关充分条件。应用锥补线性化方法将非凸可行性求解问题转化为受线性矩阵不等式约束的序列最小化问题。结合数值实例,通过时滞相关滑模控制器使系统状态稳定在给定的滑模面,应用Matlab中的LMI(LinearMatrix Inequation)工具箱求解得到了状态反馈控制器,并应用该状态反馈控制器使系统滑动模态鲁棒渐近稳定,且具有L2-L∞扰动衰减水平γ,证实了该方案的可行性。

网络化控制系统鲁棒L_2-L_∞控制器设计

将L2-L∞控制性能指标引入网络化控制系统,研究基于L2-L∞性能指标的网络化控制系统控制器设计问题。采用线性矩阵不等式方法和锥补线性化算法,给出了具有凸多面体形不确定性的网络化控制系统的动态反馈控制器的存在条件。所设计的控制器能够保证在延时和能量有界的外部扰动信号下,系统具有一定的L2-L∞扰动衰减度,最后通过一个仿真示例验证了所提算法的有效性。

具有极点约束的高超声速飞行器非脆弱最优H_2/LQR控制

针对吸气式高超声速飞行器,提出了一种具有极点约束的非脆弱最优H2/LQR(线性二次型调节器)控制方法.根据吸气式高超声速飞行器的非线性纵向运动方程,推出了一种新的飞行器线性不确定模型,为吸气式高超声速飞行器设计了一种多目标非脆弱控制器.在控制器的设计中,不但考虑了系统的极点配置、最优H2性能和鲁棒保性能3种指标,而且兼顾了因飞行条件不确定性和建模误差引起的控制器增益的变化,利用线性矩阵不等式方法推导了多目标非脆弱控制器的存在条件.仿真实例说明了非脆弱控制器在高超声速飞行器控制中的优越性和有效性.

随机时延离散系统的l_2-l_∞滤波器型迭代学习控制

对于具有随机时延的一类离散系统的滤波器型迭代学习控制,采用满足Bernoulli分布的二进制序列来描述数据传输的随机时延,利用线性矩阵不等式方法设计具有随机时延的l2-l∞滤波器.给出了滤波误差系统均方指数稳定且具有给定的l2-l∞性能的充分条件,分析了滤波器型迭代学习控制收敛的充分条件.仿真实例说明了该设计方法的有效性.

具有受限转移率的跳变系统L_2-L_∞模糊控制

讨论了一类含不确定转移率的非线性Markov跳变系统的L2-L∞模糊控制问题。系统模态间转移概率所包含的不确定性是未知且有界的。通过Takagi-Sugeno模型模糊建模,获取了整个闭环模糊动态方程。基于L2-L∞模糊控制理论,提出了使得系统随机稳定且满足一定输入输出L2-L∞特性的模态依赖的模糊控制器存在条件。利用构造的Lyapunov-Krasovskii函数,结合线性矩阵不等式技术,给出了鲁棒L2-L∞模糊控制器的设计方法,并将其设计转化为一个优化问题。仿真示例说明了设计方法的有效性。

基于鲁棒L_2-L_∞/H_∞的车辆底盘集成控制

基于连续时间系统的鲁棒L2-L_∞及H_∞性能判据,推导出新的状态反馈的鲁棒L_2-L_∞/H_∞控制方法,并将其转化为具有较低保守性的线性矩阵不等式组的凸优化问题。利用该方法设计车辆底盘集成控制策略,协调控制主动前轮转向系统和主动悬架系统。采用Matlab/Simulink与Carsim联合仿真对典型工况进行验证,结果表明:所设计的车辆底盘集成L_2-L_∞/H_∞控制器在车辆极限条件下具有良好的协调控制性能,能够有效提高车辆的稳定性和防侧翻能力。

随机时滞Lurie系统的鲁棒H_∞和L_2-L_∞指数控制

针对一类具有范数有界不确定性和时变时滞的Ito型随机Lurie系统,研究了鲁棒H∞和L2–L∞指数控制问题.利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法和It微分公式,得到了以线性矩阵不等式(LMIs)表示的控制器存在的充分条件.对所有容许的参数不确定性,设计的无记忆状态反馈控制器使闭环系统鲁棒指数均方稳定,且具有给定的H∞和L2-L∞干扰抑制度.最后,通过两个仿真例子说明了所提方法的有效性.

随机重复过程的鲁棒L_2-L_∞动态输出反馈控制

应用Lyapunov函数及线性矩阵不等式技术研究了随机重复过程的鲁棒L2-L∞动态输出反馈控制问题,目的是设计一个全阶控制器使随机重复过程均方渐近稳定。给出鲁棒L2-L∞全阶控制器存在的充分条件,并将控制器的设计转化为一个凸优化的求解问题。所设计的控制器能够保证相对于所有能量有界的外界扰动信号,重复过程的L2-L∞性能指标小于一定值γ。仿真实例证实了该设计方法的有效性。

随机不确定网络控制系统的L_2-L_∞输出跟踪控制

本文研究了一类具有时延和凸多面体不确定性的随机网络控制系统的模型参考输出跟踪问题。基于线性矩阵不等式方法推出了该随机网络控制系统的稳定性和控制器设计的充分条件,并将控制器的设计转化为一个凸优化的求解问题。所设计的控制器能够保证相对于所有能量有界的外界扰动信号,随机网络控制系统的L2-L∞性能指标小于一定值γ。仿真实例证实了该设计方法的有效性。

基于LMI方法的网络化控制系统的l_2-l_∞控制

针对一类网络控制系统,在考虑时变时滞的情况下,基于该系统离散的数学模型,根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术提出了使闭环系统渐近稳定的l2-l∞性能准则,根据该性能准则对状态反馈控制器进行设计,最后通过数值仿真,验证了该方法的有效性。

时滞LPV系统基于观测器的L_2-L_2控制

针对一类具有随参数变化状态时滞的线性参数变化连续系统,研究了基于观测器的L_2-L_2控制问题。利用依赖于参数的Lyapunov-Krasovskii函数,推导了基于状态观测器的L_2-L_2控制器存在的充分条件,并将其转化为凸优化问题。所设计的控制器能够保证相对于所有能量有界的外界扰动信号,闭环系统的L_2-L_2性能指标小于一定值。数值仿真验证了所提出方法的可行性。

基于静态输出反馈的非脆弱H_2/广义H_2控制

针对传统鲁棒控制器脆弱性比较明显的情况,研究了控制器增益存在摄动时的非脆弱H2/广义H2静态输出反馈控制问题.以双线性矩阵不等式(BMI)组的形式给出了非脆弱静态输出反馈控制器存在的充要条件,给出了基于差分进化算法(DE)与线性矩阵不等式(LMI)的新型求解方法,并依据此方法设计了主动悬架非脆弱H2/广义H2静态输出反馈控制器.仿真结果表明,非脆弱H2/广义H2控制器具有良好的非脆弱性和鲁棒性,证实了所提方法的可行性与有效性.

考虑分布时滞和随机测量数据丢失的网络控制系统非脆弱L_1滤波

考虑具有分布时滞和随机测量数据丢失的网络控制系统,研究系统的非脆弱L_1滤波问题。用Bernoulli随机序列描述系统的测量数据丢失现象,将滤波器设计为具有参数摄动的形式,表示滤波器实现过程的不精确性;选择与时滞相关的Lyapunov函数,建立滤波误差系统的L_1性能判据;利用线性矩阵不等式(LMI)技术,将非脆弱L_1滤波器的求解问题转化为LMI的凸优化问题,得到非脆弱L_1滤波器的参数化方法。仿真结果验证方法的可行性和有效性。

不确定连续系统非脆弱H_2/H_∞状态反馈控制

针对用多胞型模型表示的不确定连续系统,研究了非脆弱H_2/H_∞状态反馈控制器设计方法。根据H_∞控制理论的有界实引理及H_2优化控制理论,给出了具有加性扰动(扰动满足多胞型不确定模型)的非脆弱H_2/H_∞状态反馈控制器的设计方法;运用线性矩阵不等式(LMI)凸优化方法,得到不确定连续系统的非脆弱H_2/H_∞状态反馈控制器存在的充要条件。采用倒立摆模型进行仿真,结果表明该算法有效和可行。

基于线性矩阵不等式的广义系统非脆弱混合H_2/H_∞优化控制

研究了广义系统非脆弱混合H2/H∞优化控制问题.目的是设计一个带扰动的状态反馈控制器,使得闭环广义系统满足容许性及H∞范数界的同时使得H2范数极小.基于线性矩阵不等式给出了该控制器存在的一个充分条件,同时给出了控制器的设计方法和闭环系统H2范数的极小上界.

一类2-D离散滞后系统的非脆弱保代价控制

针对一类基于Roesser模型状态和输入滞后的二维离散不确定非线性系统,研究了其非脆弱鲁棒保代价控制问题。系统的非线性部分满足广义Lipschitze条件,不确定性部分是范数有界的。采用Lyapunov方法分析了无不确定性和控制输入时该类系统的稳定性和代价性能,设计了非脆弱滞后状态反馈控制器,使得闭环系统渐近稳定,给出了带有滞后的代价函数和代价性能上界。所得结果为滞后非依赖的线性矩阵不等式形式。算例说明了该判据的有效性。

非匹配条件下的非线性潜艇垂直面系统L_2控制器设计

研究非匹配条件的非线性潜艇垂直面系统的信号跟踪控制问题。通过构造恰当的输入、输出及状态变量,将该问题转换为干扰抑制控制问题。基于相对阶的概念,给出了多输入多输出非线性系统的标准型及链式结构。以干扰抑制控制问题的定义为基础,提出并证明了不依赖于匹配条件的非线性链式结构系统的L2控制器设计定理;并以此设计了某型潜艇垂直面非线性系统的L2控制器。通过仿真验证了该控制器具有较好的动态性能和鲁棒性。

线性离散系统的非脆弱混合H_2/H_∞动态输出反馈控制

基于不等式技术研究了线性离散系统的非脆弱混合H2/H∞控制器设计问题.所考虑的控制器具有乘性控制器增益不确定性.设计的动态输出反馈控制器能够保证闭环系统具有渐近稳定性,同时满足混合H2/H∞性能.针对凸多面体结构的不确定线性系统,其结果可推广到鲁棒非脆弱混合H2/H∞控制器的设计当中.最后,通过仿真算例证实了文中所给设计方法的有效性.