参数不确定广义系统鲁棒H_∞容错控制器的设计

研究了一类不确定广义系统基于状态反馈针对执行器发生故障的鲁棒H∞容错控制问题;运用线性矩阵不等式(LMI)给出了鲁棒H∞容错控制器存在的充分条件;通过假设失效的执行器的输出信号是任意的能量有界干扰信号,将不确定广义系统的鲁棒H∞容错控制问题化为H∞控制问题,给出了该问题可解性的充分条件。鲁棒H∞容错控制器可以通过解相应的线性矩阵不等式(LMI)给出,因而具有数值易解性。最后,所给的设计例子说明了方法的有效性。

参数不确定性时滞系统的鲁棒H_∞ 容错控制器设计(英文)

研究了一类同时具有参数不确定性、外界干扰和时滞的线性系统执行器失效的问题 .给出了该类系统一种鲁棒H∞ 容错控制器的设计方法 .通过假设失效执行器的输出信号是任意能量有界的干扰信号 ,不确定线性时滞系统的容错控制问题转化成了鲁棒H∞ 控制问题 .控制器可以通过解修正的代数黎卡提方程得到 ,而且控制器与时滞常数无关 .设计例子证明了所给方法的有效性 .

最优鲁棒容错控制器的设计

本文针对同时合未建模不确定性和执行器失效的系统，利用Ｒｉｃｃａｔｉ方程和Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性定理给出了鲁棒控制器设计方法．通过在每个控制回路中嵌入增益，结合Ｒｉｃｃａｔｉ方程中加权矩阵Ｑ和Ｒ的适当选取，本文所给出的控制器在正常和某些冗余执行器失效情况下，皆对系统中普遍存在的不确定性具有鲁棒稳定性．

不确定线性系统鲁棒容错控制器的设计

研究了范数有界参数摄动情况下的不确定线性系统的鲁棒容错控制问题.采用代数的方法给出了在不确定线性系统同时存在执行器失效的情况下,闭环系统具有鲁棒性和完整性的一个充分条件。同时应用线性矩阵不等式方法给出了线性不确定系统对执行器失效具有完整性的设计方法.数值算例表明文中给出的两种算法具有简单有效的特点。

基于T-S模型的双时变时滞不确定系统的鲁棒H_∞容错控制

为了解决系统在含有执行器局部或者完全失效故障情况下的鲁棒H∞容错控制问题,针对一类状态和控制输入同时存在时变时滞的不确定非线性系统,采用T-S模糊模型来描述,利用并行分布补偿(PDC)算法设计了模糊状态反馈控制器,结合Lyapunov稳定性理论给出了保证该模糊容错控制系统渐近稳定的充分条件,不但保证了系统输出的鲁棒稳定性,而且能够满足给定的鲁棒H∞性能指标。最后通过MATLAB仿真对比系统中有外部干扰和无外部干扰情况下的系统输出曲线,验证了所提出方法的可行性。

一种新型鲁棒容错控制器在飞控系统中的应用

讨论了一种新型的鲁棒容错控制器在飞控系统中的应用。该鲁棒容错控制器由两部分组成,主控制器和补偿控制器。首先,建立了飞机的正常标称模型,通过比较标称模型和实际系统的输出生成残差。在飞机无故障情况下,残差近似为零,仅主控制器作用,保证系统在无故障时具有良好的性能;考虑执行机构故障,飞机发生故障后,故障残差不再为零,补偿控制器以残差为输入,输出补偿控制信号,保证系统稳定,补偿故障对系统的影响。仿真结果表明了该新型鲁棒容错控制器的正确性和可行性。

参数不确定的广义T-S模糊系统的鲁棒容错保性能控制

研究了参数不确定并且部分执行器可能失效的广义T S模糊系统鲁棒容错保性能控制问题·对于所容许的不确定参数,给出了鲁棒容错保性能控制器存在的充分条件·在此条件下所设计的控制器,不仅使闭环系统渐近稳定而且具有适当的性能指标·通过矩阵分解把广义系统的非严格矩阵不等式约束转化为严格矩阵不等式,克服了广义系统不能直接利用LMI工具箱的弱点,从而和正常系统一样,可以直接使用LMI工具箱求解控制器·算例说明了所给方法的可行性和有效性·

基于模糊模型的非线性不确定时滞系统的H∞鲁棒容错控制

研究了一类具有不确定时滞的非线性系统的H∞鲁棒容错控制问题.采用T-S模糊模型来描述非线性系统,并对执行器失效且具有扰动的情形,基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,给出了系统H∞鲁棒容错控制器存在的充分条件,保证了系统的鲁棒稳定性.仿真实例验证了本文提出方法的有效性.

降维观测器状态反馈系统的鲁棒容错控制

对具有不确定参数的连续控制系统,针对传感器失效,研究了鲁棒容错控制器的设计问题。由于系统往往状态不可直接获得,本文给出了当系统采用Luenberger降维观测器实现状态反馈时,既保证闭环系统鲁棒稳定,又保证系统具有完整性的鲁棒容错控制器的设计方法。数值算例表明了文中提出的控制器设计方法的有效性。

基于模糊模型的非线性时滞系统的H∞鲁棒容错控制

研究了一类具有时滞的非线性连续系统的H∞鲁棒容错控制。采用具有时滞的T-S模糊模型,在系统存在执行器失效情况下,设计了状态反馈控制器。基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,给出了在执行器失效的情况下系统稳定的充分条件,保证系统的鲁棒渐近稳定。仿真实例验证了方法的有效性。

动态时滞系统的鲁棒容错控制

本文基于Riccati方程和Lyapunov稳定性理论,讨论了状态反馈闭环系统中传感器故障容错控制问题,研究了时滞不确定系统对传感器失效具有完整性的鲁棒控制律的设计方法,给出了系统渐近稳定的充分条件.设计实例和仿真结果验证了该方法的有效性.

不确定广义非线性时变时滞系统的鲁棒容错控制

研究了一类具有不确定广义非线性时变时滞系统的鲁棒容错控制问题。采用T-S模糊模型对系统进行描述,在系统存在扰动和执行器失效情况下,设计了的状态反馈控制器,基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,给出了与时滞相关的系统稳定的充分条件,满足性能指标。通过引进自由加权矩阵来表述系统变量之间、Leibniz-Newton公式中的变量之间关系,这不仅避免了在处理Lyapunov泛函稳定性时的困难和盲目性,而且可以得到更小保守性的结果。仿真实例验证本文方法的有效性。

考虑执行器响应时滞的磁流变悬架H_(2)/H_(∞)鲁棒控制研究

针对磁流变阻尼器响应时滞对半主动悬架系统控制效果和稳定性造成的不良影响,设计了一种时滞H_(2)/H_(∞)鲁棒控制器对执行器输入的定常时滞进行鲁棒控制,推导了控制器反馈控制增益和系统临界时滞;开展了磁流变阻尼器力学试验并对Bingham模型实现参数识别;基于MotoTron平台完成了驱动电流PI控制参数整定,使阻尼器响应时滞降低到临界时滞以内。仿真结果表明:C级随机路面下,所设计的时滞H_(2)/H_(∞)鲁棒控制器相比被动悬架和不考虑时滞的鲁棒控制器,车身加速度和悬架动挠度分别降低了24.52%、9.79%、11.26%和7.19%,乘坐舒适性得到明显改善,轮胎动载荷相比鲁棒控制优化了3.21%,兼顾了行驶安全性。为进一步验证时滞H_(2)/H_(∞)鲁棒控制器实际工作性能,设计了悬架ECU,开展了单轮悬架台架试验。试验结果表明:时滞H_(2)/H_(∞)鲁棒控制器能保证时滞输入系统的控制性能和稳定性。

临近空间飞行器的鲁棒控制器设计

采用H_∞混合灵敏度鲁棒控制方法设计系统纵向控制器,引入加权函数,由加权函数直接反映系统的各项性能指标,使被控对象具有较强的鲁棒性。仿真结果表明,在飞行器的整个飞行包线内,设计的H_∞混合灵敏度鲁棒控制器能够使飞行器的响应较快,系统具有较强的鲁棒性。

基于声辐射模态的H_∞解耦控制器设计

根据声辐射模态的特点提出四组控制力布置方法。在此基础上采用H∞算法设计了四个独立的控制器,控制前四阶声辐射模态的伴随系数使辐射声功率最小化。该方法能够将复杂的四输入/四输出控制系统转化为四个独立的单输入/单输出系统,从而使得每组控制力可以单独控制对应阶声辐射模态的伴随系数。模拟仿真结果表明,该方法能够实现系统解耦控制,使辐射声功率明显降低。

一种嵌入改进海鸥算法的水光储鲁棒控制研究

光伏发电具有间歇性、波动性和预测难的特性,因此需要与其他能源进行互补。常用的方法是利用水电机组的快速响应和储能电池灵活高效的补偿来构建水光储微电网系统。然而,这一系统具有强烈的非线性特性,其稳定性的一个关键问题是频率控制。针对这一问题,设计了基于多目标H_(∞)理论的混合H_(2)/H_(∞)鲁棒控制器,主要目标是在暂态下抑制频率振荡。在控制器中嵌入海鸥算法,对海鸥算法进行混沌初始化和参数改进得到一种改进海鸥算法(improved seagull optimization algorithm,ISOA)。利用ISOA对H_(2)/H_(∞)鲁棒控制的加权矩阵系数和范数权重进行参数优化,最终获得最优混合ISOA-H_(2)/H_(∞)鲁棒控制器。仿真结果表明,所设计的ISOA-H_(2)/H_(∞)鲁棒控制器在功率扰动和系统参数摄动下能保证水光储系统的频率稳定,并具有满意的动态特性。

基于网络控制的航空器动力系统的容错控制

研究了基于网络控制的航空器时变时滞横向动力学系统的容错控制问题。利用Lyapunov稳定性方法和LMI技术,综合网络的特点采用鲁棒完整性方法设计了针对执行器失效的容错控制器。首先给出了航空器横向动力学系统的时滞线性化一般模型,考虑到网络控制系统的运行特点以及网络中的诱导时延和数据包丢失现象,采用一种分段常值的控制器,设计了使系统对执行器失效故障具有容错性能的控制器。进行了仿真研究,仿真结果说明容错控制器作用下当出现执行器故障时系统仍可保持较好的性能,验证了提出的设计方法的有效性。

多故障网络控制系统模态依赖下的H_∞控制

针对存在传感器失效、随机丢包和时延等多故障的网络控制系统,建立了系统的转换模态。通过运用Lyapunov和LMI判定方法,研究了系统在模态依赖下渐近稳定的充分条件。设计了传感器失效的模型,提出了控制器的设计方法,运用鲁棒H∞控制方法,改善了闭环网络控制系统的性能。通过仿真实例验证了该方法的可行性和有效性。

基于模糊T-S模型的非线性系统的H_∞鲁棒容错控制

研究一类具有不确定和时滞的非线性系统的H∞鲁棒容错控制问题.采用T-S模糊模型来描述非线性系统,在系统执行器失效的情况下,建立故障矩阵模型;通过引进自由加权矩阵,基于Lyapunov稳定性理论和LMI(线性矩阵不等式)方法,给出系统H∞鲁棒容错控制器存在的充分条件,保证了系统的鲁棒稳定性.仿真实例验证了该方法的有效性.

广义时变系统的鲁棒容错控制

针对广义时变系统的鲁棒容错控制问题,基于矩阵不等式及建立Lyapunov方程的方法,首先,在系统出现执行器故障的情况下,分别给出了两种广义时变系统模型鲁棒镇定的充要条件.接着,在系统出现外部干扰的情况下,给出了相应模型鲁棒镇定的充分条件,同时给出了相应的容错控制器的设计方法.