基于积分型模糊Lyapunov函数的T-S模糊系统H∞控制

研究了连续T-S模糊系统H∞状态反馈控制器的设计问题.主要目的是针对连续T-S模糊系统设计H∞状态反馈控制器,使得闭环控制系统渐近稳定并且满足给定的H∞性能指标.通过应用积分型模糊Lyapunov函数方法并结合有效的矩阵变换技术引入松弛变量,以线性矩阵不等式的形式给出了两个H∞状态反馈控制器存在的充分条件.最后通过仿真算例验证了所提出方法的有效性.

区间二型模糊系统动态输出反馈控制设计

本文研究了一类连续时间区间二型模糊系统的稳定性和广义耗散性能分析以及动态输出反馈控制器设计问题.首先,简要的介绍了区间二型模糊系统和线积分Lyapunov函数.然后,利用线积分Lyapunov函数方法,建立了使系统满足渐近稳定和广义耗散性能的充分条件.与二次型Lyapunov函数方法得到的条件相比,利用线积分Lyapunov函数方法得到的充分条件保守性更小.该充分条件关于一些矩阵变量是非线性的,利用Finsler引理将其转化为线性矩阵不等式形式,得到了输出反馈控制器存在的充分条件.最后,通过数值算例验证了设计方法的有效性.

前提不匹配的模糊时滞系统镇定条件的改进

本文研究了前提不匹配的Tagaki-Sugeno(T–S)模糊时滞系统的镇定问题.与一般的T–S模糊时滞系统相比,该系统中模糊模型与模糊控制器拥有不同的模糊规则数与不同的隶属度函数.基于Lyapunov稳定性理论,通过引进新型积分不等式,给出了包含隶属度函数信息的镇定条件.本文提出的新方法充分考虑了隶属度函数的信息,同时得到了Lyapunov函数导数的最小下界,因此新的镇定条件比以往结果具有更小的保守性.另一方面给出前提不匹配的控制器设计方法,由于模糊控制器的隶属度函数可以任意选取,因此提高了控制器设计的灵活性.最后仿真实例证明了本文方法的有效性及优越性.

高阶非线性系统自适应模糊有限时间状态约束控制

针对一类具有状态约束的非严格反馈高阶非线性系统,研究一种自适应模糊有限时间跟踪控制问题.首先,利用模糊逻辑系统逼近不确定性非线性函数,在此基础上,采用障碍Lyapunov函数,解决状态约束问题,通过障碍加幂积分方法和反步递推技术,提出了一种有限时间控制设计方法.在有限时间Lyapunov稳定意义下,严格证明闭环系统半全局实际有限时间稳定且系统的状态不超出给定的约束边界,并实现了有限时间跟踪控制目标.最后,仿真研究进一步验证了所提出控制方法的有效性.

一类T-S模糊时滞系统的稳定性准则

采用自由权矩阵不等式的方法研究一类T-S模糊时滞系统的稳定性问题.通过改进现有一些文献中的Lyapunov泛函,以线性矩阵不等式形式给出一个具有较小保守性的T-S模糊时滞系统的稳定性准则,最后利用数值示例来验证该准则的有效性.

基于新二重积分不等式T-S模糊系统稳定性分析

针对时滞T-S模糊系统时滞相关稳定性问题,本文在文献[9]的基础上进行改进,结合模糊线积分Lyapunov泛函方法和更为先进的一重积分不等式与新型双重积分不等式,得到了保守性更低的非线性时滞系统时滞相关稳定性条件。构建合适Lyapunov-Krasovskii泛函,运用两种积分不等式技术对泛函导数进行处理,所得到的判定准则一方面能获得更大的时滞上界,降低了保守性;另外,相比完全Lyapunov泛函、时滞分割等方法减少了决策变量,为检验本文结果的有效性和优越性,通过2个数值例子进行验证。验证结果表明,比现有成果所得到的稳定性准则面能获得更大的时滞上界,减少了决策变量,而且降低了保守性和复杂度。该研究对时滞T-S模糊系统稳定性分析方法具有重要意义。

具有输出约束的多机械臂系统模糊控制器设计

针对多机械臂协作搬运同一个物体时的期望轨迹跟踪问题,设计一种带有非零时变参数的模糊自适应控制器。通过一个具有非零参数的模糊逻辑系统(Fuzzy Logic System,FLS)万能逼近原理补偿多机械臂在协调操作中的不确定性,为了提高逼近精度,利用积分障碍李雅普诺夫函数(Integral Barrier Lyapunov Function,IBLF)的稳定性条件,设计可自动更新的逼近误差。当系统状态超出FLS的逼近域时,通过滑模面建立的自适应律使系统状态重新进入FLS定义域内。仿真结果表明,在有限空间中多个机械臂协作将一个物体沿预期轨迹完成控制任务时,既可以避免违反输出限制,又可以使闭环系统全局稳定。

纵向速度和艏向角受限的水面艇有限时间协同路径跟踪

研究多个欠驱动水面艇在纵向速度和艏向角受限情况下的协同有限时间直线路径跟踪问题.针对水面艇在位置和速度方向上受到的干扰,考虑欠驱动水面艇同时受到匹配和不匹配扰动的情况,通过在控制方案中引入积分视线制导律和有限时间观测器来估计并补偿两类扰动.设计非对称障碍Lyapunov函数来保证欠驱动水面艇在航行过程中不违反约束条件,之后通过加入一个功率积分器构造有限时间控制器,确保系统误差能在有限时间内收敛到零.最后,通过Simulink仿真结果进一步表明所设计控制器的有效性.