一类具有饱和因子的奇异时滞系统的鲁棒保性能控制

研究了具有饱和因子的非线性奇异时滞系统的鲁棒保性能控制问题.目的是设计一个鲁棒控制器和保成本控制器,通过线性矩阵不等式方法(LMI)得出了鲁棒控制器和保性能控制器存在的充分条件.当这些LMI方法是可解时,分别给出了鲁棒控制器和保性能控制器的解析表达式.     

一类具有闭环极点约束的不确定线性系统的保性能控制

主要研究了闭环系统的极点约束在一个给定圆盘中的保性能控制问题,基于线性矩阵不等式处理方法给出了状态反馈控制器存在的充要条件,并利用线性矩阵不等式的解给出了保性能控制器的设计方法,得到一个状态反馈控制器,使得对所有允许的不确定性闭环系统稳定,并且闭环性能指标值不超过某个确定的上界.最后以数值例子验证了结果的正确性.     

具有控制输入约束的轮式移动机器人轨迹跟踪最优保性能控制

针对考虑模型不确定性因素影响及控制输入约束的轮式移动机器人的轨迹跟踪问题,文章提出了一种具有控制输入约束的轨迹跟踪最优保性能控制器.依据实际机器人与虚拟机器人的相对位姿关系建立轨迹跟踪误差动态模型.采用平衡点线性化方法将非线性形式的轨迹跟踪误差动态模型转换为线性形式的轨迹跟踪误差动态模型.通过线性矩阵不等式处理方法,给出了具有鲁棒性能上界的最优保性能控制器的存在条件及设计方法.仿真及实验结果表明,文章所提控制器能较好抑制模型不确定性的影响,提高移动机器人的轨迹跟踪性能和鲁棒性.     

一类不确定性非线性系统的状态反馈鲁棒自适应控制器的设计与分析

该文考虑一类具有一般不确定性和部分参数未知的非线性系统（1），设计出一种用于跟踪参考信号的状态反馈鲁棒自适应控制器，此控制器对系统参数和状态的不确定性具有鲁棒性，能保证闭环系 统的全局稳定性，并解决了ε 跟踪问题. 仿真结果表明，所设计的鲁棒自适应控制系统具有良好的跟踪性能， 而且控制量在容许控制的范围之内.     

基于T-S模型的不确定时滞系统的保代价控制

基于T—S模糊模型，研究具有范数有界、时变参数不确定性和时滞的非线性系统的保代价控制问题，得到存在稳定模糊保代价控制器的充分条件，并推算出相应的线性矩阵不等式(LMI)形式。     

平面运动n级倒立摆的鲁棒保成本模糊控制

针对参数不确定平面运动n级倒立摆系统,研究了鲁棒保成本模糊控制器设计问题。给出了将系统动力学模型转化为一种新型广义T-S模糊模型的方法,由此避免了求逆矩阵的过程。为获得保守性更低的系统稳定性设计条件,通过引入松弛变量矩阵来解耦Lyapunov函数中的系统矩阵,增加了设计条件的自由度。然后讨论了最优鲁棒保成本模糊控制器的设计条件,并将这些条件转换成了线性矩阵不等式(LMI)的凸优化问题。最后,在仿真实验中以平面运动二级倒立摆系统为例验证了本文方法的有效性。     

非线性网络控制系统的保性能控制

针对网络诱导时延小于一个采样周期的非线性网络控制系统,研究了系统的稳定性和保性能控制问题.对于T-S模糊模型描述的非线性被控对象,将时延的不确定性转化为系统参数的不确定性,从而将这一类非线性网络控制系统建模为具有参数不确定性的离散T-S模糊模型.基于建立的模型,提出了存在稳定保性能控制器的充分条件,并得出了相应的线性矩阵不等式(LMI)形式.最后通过对永磁同步电动机混沌系统进行控制和仿真研究,验证了所提出方法的有效性.     

一类具有有界扰动的非线性系统的输出反馈自适应控制

该文考虑一类具有有界干扰和未知参数的非线性系统（１）,设计出一种用于输出跟踪的输出反馈鲁棒自适应控制器。该控制器能保证闭环系统的全局稳定性,并且解决了ε－跟踪问题。仿真结果表明,所设计的自适应控制器具有良好的跟踪性能。     

不确定时滞奇异系统的有限时间非脆弱保成本控制

针对一类在有限时间下的时滞奇异系统,考虑参数不确定性和有限外部扰动的影响,研究了其基于非脆弱状态反馈控制器的鲁棒保成本控制问题.分别对控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动研究了控制器的设计问题,并通过对闭环系统有限时间稳定且满足系统的成本函数具有上界的研究得到解决,控制器的设计可通过求解一组线性矩阵不等式得到,最后的数值算例说明了所给方法的有效性.     

基于Delta算子离散化方法的质子交换膜燃料电池过氧比H_∞控制

在建立质子交换膜燃料电池(PEMFC)供气系统数学模型的基础上,采用Delta算子离散化方法对PEMFC的供气系统过氧比H_∞控制器的设计问题进行研究,通过求解线性矩阵不等式(LMI)得出其H_∞控制器参数.在此基础上,把基于Delta算子离散化方法所设计的H_∞控制器性能与基于传统Z变换方法所设计的控制器性能进行分析比较.结果表明:快速采样时,相比传统Z变换方法,基于Delta算子方法所设计的PEMFC过氧比H_∞控制器不但能更好保证系统的稳定性,具有更好的抗干扰性,可以克服负载变化对PEMFC性能的影响,实现过氧比的有效控制,而且其控制性能趋近于基于连续系统方法所设计的H_∞控制系统的性能.     

Fuzzy guaranteed cost controller for trajectory tracking in nonlinear systems

In this paper, we propose a fuzzy logic based guaranteed cost controller for trajectory tracking in nonlinear systems. Takagi–Sugeno (T–S) fuzzy model is used to represent the dynamics of a nonlinear system and the controller design is carried out using this fuzzy model. State feedback law is used for building the fuzzy controller whose performance is evaluated using a quadratic cost function. For designing the fuzzy logic based controller which satisfies guaranteed performance, linear matrix inequality (LMI) approach is used. Sufficient conditions are derived in terms of matrix inequalities for minimizing the performance function of the controller. The performance function minimization problem with polynomial matrix inequalities is then transformed into a problem of minimizing a convex performance function involving standard LMIs. This minimization problem can be solved easily and efficiently using the LMI optimization techniques. Our controller design method also ensures that the closed-loop system is asymptotically stable. Simulation study is carried out on a two-link robotic manipulator tracking a reference trajectory. From the results of the simulation study, it is observed that our proposed controller tracks the reference trajectory closely while maintaining a guaranteed minimum cost.     

GUARANTEED COST CONTROL OF CONTINUOUS-TIME UNCERTAIN SINGULAR SYSTEM WITH BOTH STATE AND INPUT DELAYS

The guaranteed cost control problem for a continuous-time uncertain singular system with state and control delays, and a given quadratic cost function is studied in this paper. Sufficient conditions for the existence of the guaranteed cost controller are derived based on the linear inequality (LMI) approach. A parameterized characterization of the guaranteed cost laws is given in terms of the feasible solutions to a certain LMI, and the cost function of guaranteed cost controller exists an upper bound.     

模糊不确定时滞系统的保成本控制

讨论了基于T-S模型的不确定时滞系统的保成本控制问题.文章采用并行补偿状态反馈控制方法和时滞相关稳定性分析方法,通过引入一个带调节因子的Lyapunov-Krasovskii泛函,利用线性矩阵不等式的形式给出了状态反馈控制器存在的充分条件.当调节因子取不同值时,最小保成本值和反馈增益也是不同的,不同的反馈增益导致不同的动态性能,因此,可以通过选取合适的调节因子来优化闭环系统的动态性能. 最小保成本值可以看作调节因子的函数,因此,可以通过求解一个凸优化问题来求得最小的保成本值和最优的调节因子,文章给出了一个求解最小保成本值的算法.并利用仿真示例验证了所给方法的有效性.     

Output Feedback Guaranteed Cost Control for Uncertain Discrete-Time Systems Using Linear Matrix Inequalities

This paper considers the output feedback guaranteed cost controller design problem for uncertain discrete-time systems. The uncertainty is assumed to be of linear fractional form, unstructured, and is allowed to be time-varying. It is proved that the existence of a guaranteed cost controller is equivalent to the feasibility of a certain linear matrix inequality (LMI), and that a full-order output feedback controller can be constructed in terms of the feasible solution to the LMI. Furthermore, a convex optimization problem is introduced for the selection of a suitable controller minimizing a specified cost bound.     

Guaranteed cost synchronization of a complex dynamical network via dynamic feedback control

In this paper, the problem of guaranteed cost synchronization for a complex network is investigated. In order to achieve the synchronization, two types of guaranteed cost dynamic feedback controller are designed. Based on Lyapunov stability theory, a linear matrix inequality (LMI) convex optimization problem is formulated to find the controller which guarantees the asymptotic stability and minimizes the upper bound of a given quadratic cost function. Finally, a numerical example is given to illustrate the proposed method.     

不确定线性系统的最优保性能可靠控制

针对一类不确定线性系统,采用连续增益故障模型提出了考虑执行器故障的保性能可靠控制问题.通过对具有执行器增益故障的系统分析,利用线性矩阵不等式(LMI)分别给出了保性能标准控制、最优保性能标准控制、保性能可靠控制、最优保性能可靠控制存在的充分条件.根据凸优化理论,最优保性能标准控制和最优保性能可靠控制的设计方法转化为一个线性凸优化算法.仿真数例验证了文中所提出方法的可行性.在相同形式的故障发生时,比较最优保性能标准控制与最优保性能可靠控制,进一步说明了最优保性能可靠控制的必要性.