Robust H_∞ observer-based control for synchronization of a class of complex dynamical networks

This paper is concerned with the robust Hoo synchronization problem for a class of complex dynamical networks by applying the observer-based control. The proposed feedback control scheme is developed to ensure the asymptotic stability of the augmented system, to reconstruct the non-measurable state variables of each node and to improve the H∞ performance related to the synchronization error and observation error despite the external disturbance. Based on the Lyapunov stability theory, a synchronization criterion is obtained under which the controlled network can be robustly stabilized onto a desired state with a guaranteed H∞ performance. The controller and the observer gains can be given by the feasible solutions of a set of linear matrix inequalities （LMIs）. The effectiveness of the proposed control scheme is demonstrated by a numerical example through simulation.

一类非线性动态系统的混合H_2/H_∞模糊输出反馈跟踪控制

讨论一类非线性动态系统的混合H2/H∞模糊输出反馈跟踪控制问题。首先利用T-S模糊模型对系统进行建模,然后设计基于观测器的控制器,使跟踪误差尽可能的小,并且对于任何有界参考输入,满足给定的H∞跟踪性能,以及在满足给定的H∞跟踪性能下,达到H2次优控制性能,最后将观测器与控制器的设计问题转化为EVP(特征值问题)。

具有随机时延和信号量化的H_∞控制

采用动态观测器,考虑同时带有网络诱导随机时延和信号量化的网络控制问题。其中信号经网络从传感器到控制器和从控制器到执行器的传输中存在通信诱导随机时延,并采用动态量化器量化信号。设计控制器的同时,提出量化的控制策略,使得闭环系统在量化器的量化范围条件下指数均方稳定且具有指定的H_∞性能指标。通过数值仿真例子表明设计方法的有效性。

基于降维动态观测器的一类多项式系统的非线性H_∞控制

针对一类存在外部扰动的多项式系统,研究了基于动态观测器的非线性H_∞控制设计问题.根据该类系统的结构特征,对线性时不变系统中动态观测器形式进行推广,构造出相应的非线性降维动态观测器.借鉴变量替换法研究思路,采用Lyapunov稳定性结合多项式平方和(SOS)凸优化理论,推导出该非线性H_∞控制问题的可解性条件和控制器构造方法.以质量弹簧阻尼系统为数值仿真实例,验证了所得结论的可行性和有效性.

单相CHBR改进型无网压传感器直接功率控制

以降低单相级联H桥整流器(CHBR)系统硬件成本、改善控制系统性能为目的,提出一种改进型无网压传感器直接功率控制方法。首先,建立单相CHBR的数学模型,并通过混合逻辑动态方法估算出网侧输入电压。针对已有虚拟磁链观测器存在的缺点,提出改进型的虚拟磁链观测器,并给出详细的频域分析过程。所提观测器可以有效地解决幅、值相位误差和直流偏置问题,并且能够有效地抑制谐波。此外,提出一种基于比例积分(PI)控制器的CHBR改进型直接功率控制(DPC)方法。相较于传统DPC方法,改进型DPC取消了旋转坐标变换,不需要网压相位信息,改善了系统动态响应速度。最后,在实验样机上对已有的虚拟磁链观测器方法、直接功率控制方法以及所提改进型控制方法展开对比实验研究,结果验证了所提方法的可行性和有效性。

基于H-infinity动态观测器的车辆质心侧偏角融合估计算法

针对车辆控制系统中关键参数质心侧偏角的估计问题,提出一种基于H-infinity理论和动态观测器理论的融合估计算法。提出的动态观测器具有动态变量,可以提高估计算法的暂态和稳态性能。通过引入偏差向量和构建李雅普诺夫函数,结合H-infinity理论,将动态观测器参数矩阵的求解问题转换成线性矩阵不等式的求解问题。建立车辆2自由度非线性动力学模型,采用质心侧偏角作状态变量,利用动态观测器对其进行估计。最后,在Simulink中搭建基于H-infinity理论和动态观测器理论的车辆质心侧偏角融合估计算法模型,并进行CarSim-Simulink联合仿真,对提出的算法进行仿真验证。

合成H∞动态观测器存在性问题的研究

本文研究了文献[24]提出的合成H∞动态观测器存在性问题,针对合成H∞动态观测器存在时需要满足的一组特殊Sylvester矩阵方程组是否有解进行了讨论,利用矩阵理论进行相关推导和证明,得到了此Sylvester矩阵方程组有解的充分必要条件,以及有解时解的结构,缩小了合成H∞动态观测器(UHDO)设计问题中参数的搜索范围,并给出了该Sylvester矩阵方程组的求解算法,最后的仿真例子通过解的结构中任意参数的不同取值,说明了对合成动态观测器的影响.

面向纳米栅格扫描的时滞压电微动平台耦合补偿

针对栅格纳米扫描特别是高速扫描应用中,带测量滞后的压电纳米平台轴间周期耦合补偿的问题,提出一种无需复杂逆模型求解的鲁棒周期干扰观测控制策略。建立压电平台的机电耦合多扰动模型用以描述平台系统的动力学行为。在此基础上,构建周期干扰观测控制结构。通过推导的性能优化函数和鲁棒稳定性条件,将最优控制器参数求解问题转化为延时系统的混合灵敏度优化问题,并通过无穷维H∞控制方法进行求解。最后,在压电纳米平台上进行综合的实验探究。结果表明,建立的动力学模型能够有效拟合平台的实验响应;相较于无干扰观测器的方法和传统的周期干扰观测控制方法,提出的鲁棒优化方法在基频的抗干扰性能分别有超过99%和50%的提升。提出的鲁棒周期干扰控制方法有优越的抗干扰和不确定补偿性能。