基于道路误差动力学模型智能车辆横向切换LMIs/H_∞转向控制策略

基于道路误差动力学模型对不确定线性车辆模型设计了横向切换转向控制器,所提出的控制律包括车道中心线到车辆质心距离的切换PIDey控制和车辆相对车道方向误差的切换PDeψ控制,以车辆理论横摆角速度作为扰动项,控制策略利用状态反馈γ-次优H∞范数和线性矩阵不等式LMIs约束获得线性目标函数凸优化问题的最优解和相应的最小扰动抑制度γ。采用CarSim中的Alt3from FHWA道路模型和D-Class/Sedan车辆模型获取参考速度,为了简化模型,仅以时变速度子模型作为横向切换转向控制器的切换信号,在低附着系数道路上以10自由度车辆动力学模型验证了基于道路误差动力学模型比基于L2WVM(linear two-wheel vehicle model)所设计的横向控制律具有更高的路径跟踪精度和稳定性,通过改变车辆模型参数验证了基于道路误差动力学模型切换H∞控制器比L2WVM控制器具有更好的鲁棒性。

不确定系统D稳定的鲁棒H_∞可靠性控制

研究了一类不确定系统区域稳定的鲁棒H∞可靠性控制器的设计方法,其目的是通过设计状态反馈控制器,使闭环系统的极点被配置在给定的圆盘中,同时,当有外生扰动,以及所有可能的不确定及其敏感执行器失灵的时候,依然能满足闭环传递函数的H∞范数有界的约束。借助于广义的Riccati矩阵不等式,给出了控制器存在的充分条件,同时给出了所期望控制器的解析式。最后,通过一个仿真例子,说明该方法的可行性。

广义系统状态反馈H_∞控制的一个条件

采用状态空间方法 ,讨论一类广义系统的基于静态状态反馈的 H∞ 控制问题 ,得到了该问题满足可解性的一个充分必要条件 :某个基于系统参数阵的广义代数 Riccati不等式有满足一个广义约束的解。借助于广义代数 Riccati不等式的解 ,给出一个所要求的且结构简单的控制器构造。若广义系统满足正交条件 ,则所得结论可进一步简化。

滞后广义系统的状态反馈H_∞控制

研究了一类状态方程和输出方程均带有时滞的滞后广义系统的H∞ 控制问题 .利用线性矩阵不等式 ,首先给出滞后广义系统零解渐近稳定且具有H∞ 范数约束的充分条件 ,进而分别设计无记忆和有记忆状态反馈控制律 ,保证闭环系统具有上述性能 ,同时基于线性矩阵不等式的解得到了相应控制器构造方法 .

非线性离散广义系统的H_∞控制

针对非线性离散广义系统研究了状态反馈H∞控制器的设计问题,利用广义Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI),首先对系统的零解渐近稳定问题进行了研究,并在此基础上给出了系统的零解渐近稳定且具有H∞范数约束的充分条件,之后设计了状态反馈H∞控制器,使闭环系统具有同样的性能,最后给出了数值算例说明本文结论的有效性和可行性.

一类不确定系统D稳定和方差约束的鲁棒H_∞控制

研究了一类有色噪音驱动下的不确定系统区域稳定和方差约束的鲁棒H∞控制器的设计方法,其目的是通过设计状态反馈控制器,使闭环系统的极点被配置在给定的圆盘中,闭环传递函数的H∞范数小于所给定的一个正标量,同时闭环系统每个状态的稳态方差不高于各自给定的上界.借助于修正的Riccati矩阵不等式,给出了控制器存在的充分条件,同时给出了所期望控制器的解析式.最后,通过一个仿真例子,说明该方法的可行性.

基于线性矩阵不等式方法的参数不确定线性系统的H_∞控制

讨论了一参数不确定线性系统的H∞范数问题,其不确定性是范数有界的,利用lyapunov渐进稳定性理论获得H∞范数不超过给定正数r的充分条件,并用线性矩阵不等式的方法将其表示出来。

状态反馈系统的H~∞低敏感性的设计

本文用状态空间方法对状态反馈系统进行H~∞低敏感设计。利用H~∞范数与系统状态空间实现的关系,将极点固定条件下的状态反馈系统的H~∞控制问题转化为时域上的鲁棒性问题,并由此提出了反映H~∞范数的目标函数。该目标函数为反馈矩阵F与闭环系统矩阵A+BF的特征向量矩阵V的函数。在极点固定的限制条件下,P与V可通过—R^(m×a)→R^(m×a)的映射参数化为—U∈R^(m×a)的函数。这样,目标函数为U的泛函,并且аJ/аU可以求出。因此,可用梯度法优化J,从而使H~∞范数降低。在梯度法优化中,每项迭代只须求解2n个n阶代数方程,与传统的H~∞方法求解Riccati方程相比,要简单许多。实例说明,梯度法收敛速度较快,优化效果良好。

一类不确定系统多约束下的鲁棒H∞控制

研究了一类离散不确定系统区域稳定和方差约束的鲁棒H∞控制器的设计方法。通过设计状态反馈控制器,使闭环系统的极点被配置在给定的圆盘中,闭环传递函数的H∞范数小于所给定的一个正标量;同时,闭环系统每个状态的稳态方差不高于各自给定的上界。借助于广义的Riccati矩阵不等式、Lyapunov方程等,给出了控制器存在的充要条件,并给出了所期望控制器的解析式。仿真实例验证了该方法的可行性。

滞后广义非线性离散系统的H∞控制

研究了滞后广义非线性离散系统的状态反馈H∞控制器设计问题,利用广义Lyapunov函数和线性矩阵不等式,首先对系统的稳定性进行了讨论,在此基础上得到了系统的零解渐近稳定且具有H∞范数约束的充分条件,然后设计了状态反馈H∞控制器,使闭环系统具有同样的性能,最后给出了数值算例说明本文结论的有效性。

基于里卡蒂方法的H∞控制

针对一类奇异系统为研究对象,采用里卡蒂方法,讨论了奇异系统的状态反馈H∞次优控制问题.