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广义t-s模糊系统的容错控制

广义T-S模糊系统的容错控制

作者：赵红飞沈阳工业大学

学位级别：硕士

广义t-s模糊系统是现代控制理论的一个重要研究方向,是广义系统理论与t-s模糊系统模型相结合得到的系统。近年来,广义t-s模糊系统在电路、网络、机器人、生物技术等领域具有广泛的应用,为了保证系统安全、可靠性,对容错控制问题的研究... 详细信息

广义t-s模糊系统是现代控制理论的一个重要研究方向,是广义系统理论与t-s模糊系统模型相结合得到的系统。近年来,广义t-s模糊系统在电路、网络、机器人、生物技术等领域具有广泛的应用,为了保证系统安全、可靠性,对容错控制问题的研究具有重要的价值意义。近几十年,很多学者对广义t-s模糊系统的容错控制问题进行了研究,而对具有传感器故障的广义t-s模糊系统的容错控制,研究较少。因此,本文介绍了具有传感器故障的不确定广义t-s模糊系统的容错控制问题,具体工作如下:针对具有不确定参数的广义t-s模糊系统,研究了容错控制问题。首先,通过引入传感器故障作为辅助状态向量,构造了一个增广模糊广义系统,采用H技术进行分析,减少扰动对状态估计误差的影响。其次,设计状态反馈控制器,通过运用LMI等方法,使系统在存在故障或干扰的情况下仍能稳定的运行,从而达到需要满足的H性能指标,得到了使闭环系统稳定的充分条件。最后,给出了一个用MAtLAB进行仿真的实例,验证了所得结果的有效性。针对受不确定性、传感器故障、时滞影响的广义t-s模糊系统,研究了传感器故障诊断和容错控制问题。首先,提出了一种模糊广义观测器的设计方法,用于估计广义t-s模糊系统的状态和传感器的未知故障。其次,通过隔离传感器故障,提出了一种状态反馈控制器,使闭环系统渐近稳定。最后,通过MAtLAB仿真算例,验证所得结果的有效性。

关键词：广义t-s模糊系统容错控制线性矩阵不等式不确定性时滞

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不确定时滞广义t-s模糊系统的鲁棒镇定

电机与控制学报 2007年第5期11卷 502-507页

作者：马宝萍赵瑾孙冀南京师范大学电气与自动化工程学院江苏南京210042

研究了不确定时滞广义t-s模糊系统的鲁棒镇定问题。基于李亚普诺夫稳定性定理和线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了使闭环系统稳定的条件,采用凸优化的方法求解一组线性矩阵不等式可以得到状态反馈控制器的参数。仿真实例验证了本文所提出... 详细信息

研究了不确定时滞广义t-s模糊系统的鲁棒镇定问题。基于李亚普诺夫稳定性定理和线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了使闭环系统稳定的条件,采用凸优化的方法求解一组线性矩阵不等式可以得到状态反馈控制器的参数。仿真实例验证了本文所提出方法的有效性。

关键词：广义t-s模糊系统时滞鲁棒镇定线性矩阵不等式

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广义t-s模糊系统的非脆弱保代价控制

江南大学学报（自然科学版） 2008年第5期7卷 531-535页

作者：马映辉杜维浙江大学信息科学与工程学院浙江杭州310027

对于给定的系统,在控制器存在可加摄动的情况下,通过并行分配补偿的方法设计了状态反馈最优保代价控制器,使系统不仅渐近稳定而且具有最小性能指标上界.基于线性矩阵不等式处理的方法,给出了该控制器存在的充分条件;通过建立和求解一个... 详细信息

对于给定的系统,在控制器存在可加摄动的情况下,通过并行分配补偿的方法设计了状态反馈最优保代价控制器,使系统不仅渐近稳定而且具有最小性能指标上界.基于线性矩阵不等式处理的方法,给出了该控制器存在的充分条件;通过建立和求解一个凸优化问题,给出最优非脆弱保代价控制器的设计方法,最后通过算例显示了所给方法的有效性.

关键词：广义t-s模糊系统非脆弱控制线性矩阵不等式保代价控制

带有约束的广义t-s模糊系统的鲁棒最优控制

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带有约束的广义T-S模糊系统的鲁棒最优控制

作者：吕庆涛沈阳工业大学

学位级别：硕士

近年来,广义t-s模糊系统在控制理论、电路、经济、机械以及其它领域中得到了广泛应用。因此,对广义t-s模糊系统进行研究具有重要的现实意义。在实际应用的控制系统中,各种约束条件是广泛存在的。为了满足控制系统的高性能要求,就需要较... 详细信息

近年来,广义t-s模糊系统在控制理论、电路、经济、机械以及其它领域中得到了广泛应用。因此,对广义t-s模糊系统进行研究具有重要的现实意义。在实际应用的控制系统中,各种约束条件是广泛存在的。为了满足控制系统的高性能要求,就需要较大的控制动作,高性能要求和满足约束之间矛盾因而产生。只考虑系统性能,不考虑约束条件,所得控制量将远远超出约束的范围。所以在控制器设计时必须考虑约束因素。本文首先研究了带有约束的不确定广义t-s模糊系统的鲁棒稳定性。提出一种鲁棒稳定性分析方法,基于广义Lyapunov稳定性理论,利用线性矩阵不等式方法,先给出无约束广义t-s模糊系统鲁棒稳定的充分条件;然后寻找到初始状态所在的一个椭圆,利用椭圆不变域方法和s-Procesure引理将约束转化为一组LMI约束,最后得到系统鲁棒稳定且满足一定约束的充分条件。在此基础上,研究了一种约束广义t-s模糊系统的鲁棒最优控制问题。将输出能量作为优化的性能指标,得到初始状态的上界x0EtPx0,使指标依赖于该上界,并将其作为椭圆不变域的上界,该系统的鲁棒优化控制就可以通过将上界最小化来实现,然后使用椭圆不变域方法得到满足一定约束的充分条件。最后研究了不确定广义t-s模糊系统的鲁棒H∞控制。当存在外部干扰时,提出了用双椭圆域方法来寻找满足约束的系统鲁棒H∞控制策略的充分条件。寻找到一个椭圆域包含所有初始状态,然后在闭环系统寻找满足一定的不等式条件,并假设外部干扰的能量小于某个界的条件下,确定另一个椭圆域包含系统所有可能状态,从而得到依赖于这个椭圆域并且满足一定约束的充分条件。

关键词：广义t-s模糊系统最优控制鲁棒H_∞控制

时域硬约束广义t-s模糊系统的控制方法研究

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时域硬约束广义T-S模糊系统的控制方法研究

作者：郑伟沈阳工业大学

学位级别：硕士

在实际应用的控制系统中,各种时域上的硬约束条件是广泛存在的。对控制系统的高性能要求,往往意味着需要较大的控制(或/和系统响应)动作,这样就产生了高性能要求和满足时域硬约束之间的矛盾。如果只考虑系统性能,而不考虑时域硬约束,求... 详细信息

在实际应用的控制系统中,各种时域上的硬约束条件是广泛存在的。对控制系统的高性能要求,往往意味着需要较大的控制(或/和系统响应)动作,这样就产生了高性能要求和满足时域硬约束之间的矛盾。如果只考虑系统性能,而不考虑时域硬约束,求出的控制量也远远地超出了约束的范围。在这种情况下,就不能保证闭环系统需要的性能,甚至可能会出现系统不稳定的现象。所以说时域硬约束是控制器设计时必须考虑的因素。本课题针对带有时域硬约束的广义t-s模糊系统,基于广义Lyapunov稳定性理论和椭圆不变域方法,利用线性矩阵不等式(LMIs)技术研究带有时域硬约束的广义t-s模糊系统稳定性问题和控制器设计。针对广义t-s模糊系统本文分别研究了系统的最优控制问题和H∞控制问题。首先,考虑初始状态非零情况下的广义t-s模糊系统的最优调节问题,将系统输出能量作为优化性能指标,可以得到性能指标和一个系统椭圆不变域共同的上界。广义t-s模糊系统的优化控制就可以通过最小化系统的这个界来实现,同时可以用椭圆不变域方法得到满足时域硬约束的充分条件。针对约束广义t-s模糊系统,本文还利用状态反馈研究了系统L-增益抗干扰问题。先找到一个初始状态所在的椭圆域,并假设外部干扰的能量小于某个界的前提下,再寻另一个包含系统所有可能状态轨迹的椭圆域,这就是所谓的双椭圆域,在能量有界的假设条件下,椭圆域的大小是固定的,因此可以直接得到依赖于这个椭圆域的满足时域硬约束的充分条件并将它转化为线性矩阵不等式。

关键词：广义t-s模糊系统时域硬约束椭圆不变域最优控制 H∞控制线性矩阵不等式

不确定广义t-s模糊系统的稳定性分析与容错控制

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理论数学 2021年第4期11卷 461-471页

作者：赵红飞苏晓明沈阳工业大学理学院辽宁沈阳

本文研究了具有不确定参数的广义t-s模糊系统的稳定性问题,以及存在外界扰动的鲁棒控制问题。通过引入故障作为一种辅助状态向量,采用H∞技术进行分析,尽量减少扰动对状态估计误差的影响,运用LMI方法,设计状态反馈控制器,求得增益矩阵,... 详细信息

本文研究了具有不确定参数的广义t-s模糊系统的稳定性问题,以及存在外界扰动的鲁棒控制问题。通过引入故障作为一种辅助状态向量,采用H∞技术进行分析,尽量减少扰动对状态估计误差的影响,运用LMI方法,设计状态反馈控制器,求得增益矩阵,使系统即使存在故障或干扰的情况下仍能稳定的运行,并具有很好的鲁棒性。本文给出了使系统稳定的充分条件,最后,通过MAtLAB进行仿真算例,验证所得结果的有效性。

关键词：广义t-s模糊系统不确定时滞系统鲁棒H ∞ 控制线性矩阵不等式

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不确定多时滞广义t-s模糊系统保性能控制

湖南理工学院学报（自然科学版） 2016年第4期29卷 6-14页

作者：李广鸣金朝永广东工业大学应用数学学院广州510520

针对具有多时滞的控制问题,给出了一种以分式线性的形式来处理t-s模糊广义系统中的不确定性的方法.根据时滞无关的方法,LMI方法,以及Lyapunov稳定性理论,研究了不确定非线性广义t-s模糊系统的状态向量具有高维时滞的课题.同时,以线性矩... 详细信息

针对具有多时滞的控制问题,给出了一种以分式线性的形式来处理t-s模糊广义系统中的不确定性的方法.根据时滞无关的方法,LMI方法,以及Lyapunov稳定性理论,研究了不确定非线性广义t-s模糊系统的状态向量具有高维时滞的课题.同时,以线性矩阵不等式的形式,得到了用分式线性方式处理后的不确定性模糊闭环系统的保性能控制律存在的充分条件和性能指标上界,并证明了该条件相当于求解一个线性矩阵不等式可行解的问题.最后,用实例验证了所用方法的有效性.

关键词：广义t-s模糊系统保性能控制线性矩阵不等式不确定性

广义时滞t-s模糊系统的几类控制器及H_∞滤波器设计

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广义时滞T-S模糊系统的几类控制器及H_∞滤波器设计

作者：徐彦军南京理工大学

学位级别：硕士

广义系统是比正常系统更广泛的动力系统,1999年,taniguchi t等将正常的t-s模型推广到广义系统,首次提出了t-s模糊广义系统模型,并进一步推广到了时滞情形。相对于正常连续系统最基本的稳定性要求,对广义连续系统增加了正则性和无脉冲的... 详细信息

广义系统是比正常系统更广泛的动力系统,1999年,taniguchi t等将正常的t-s模型推广到广义系统,首次提出了t-s模糊广义系统模型,并进一步推广到了时滞情形。相对于正常连续系统最基本的稳定性要求,对广义连续系统增加了正则性和无脉冲的要求,用容许性(正则的、无脉冲的、稳定的)概念来刻画。广义系统的应用范围更广但研究更困难。本文以广义连续时滞t-s模糊系统为研究对象,利用矩阵分解及Lyapunov稳定性理论处理其容许性,研究了多时滞情形的鲁棒H∞保成本控制与鲁棒无源控制,以及时变时滞情形的也滤波器的问题,基于线性矩阵不等式方法给出了这些问题的可解条件,方便利用Matlab中的LMI工具箱求解。本文的主要研究包括以下几个部分： (1)多时滞情形的鲁H∞保成本控制。首先,运用矩阵分解思想及Lyapunov稳定性理论提出了多时滞广义连续t-s模糊系统的容许性判定条件;其次,在此基础上,采用平行分布补偿的方法,基于状态反馈,导出了系统H∞保成本控制器存在的充分条件,给出了具体的设计方法,并进一步推广到具有范数有界不确定性的鲁棒H∞保成本控制设计。最后,给出了仿真算例来说明所给设计方法的可行性。 (2)多时滞情形的鲁棒无源控制。在多时滞情形,对系统的无源性及无源控制器做了分析,利用(1)中的容许性判定条件,采用状态反馈并结合平行分布补偿思想,得到无源控制器存在的充分条件及设计方法,并应用到具有范数有界不确定性的系统中,得到其鲁棒无源控制器的设计方法,给出了仿真算例。 (3)时变时滞情形的H∞滤波器设计。在时变时滞情形,通过引入自由权矩阵的方法,给出了H∞滤波器存在的充分条件,该条件保证了扩维系统在满足一定H∞性能指标下的正则性、无脉冲性以及稳定性,提出了H∞滤波器的设计方法,并给出仿真算例验证方法的有效性。

关键词：广义t-s模糊系统时滞 H_∞保成本控制无源控制 H_∞滤波器 LMIs

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有限频H-/H∞故障检测方法的研究

有限频H-/H∞故障检测方法的研究

作者：安立伟东北大学

学位级别：硕士

随着现代控制系统安全性和可靠性的要求逐渐增加,故障检测问题逐渐成为控制领域内一个热点.故障检测技术的出现,为提高复杂系统的安全性和可靠性开辟了崭新的途径.由于鲁棒控制理论的完善和发展,鲁棒故障检测方法已经受到了极大的关注,... 详细信息

随着现代控制系统安全性和可靠性的要求逐渐增加,故障检测问题逐渐成为控制领域内一个热点.故障检测技术的出现,为提高复杂系统的安全性和可靠性开辟了崭新的途径.由于鲁棒控制理论的完善和发展,鲁棒故障检测方法已经受到了极大的关注,而有限频H/H故障检测方法能够充分考虑实际中故障和扰动频率影响,并且能够在保证残差信号对外界噪声、扰动和模型不确定性有鲁棒性的同时,又对故障有着充分的敏感性.尽管国内外专家学者在该领域已经取得了许多成果,但已有的H/H方法仍留下了一些有待研究的空间.比如,已有技术不能直接应用到非线性广义时滞系统;针对同时带有随机时滞和数据丢失的网络控制系统的故障检测问题还没有充分的研究;对某些带有小幅值低频率故障的控制系统已有技术是失效的等等.针对上述问题,本文在前人工作的基础上,提出了若干新的故障诊断方法.本文的主要工作包括以下几个方面:(1)针对带有多时滞的广义t-s模糊系统,给出了有限频H/H故障检测滤波器设计方法.在时域,一个模糊广义型的Lyapunov-Krasovskii函数被构造,能够证明该函数能够包含已有的结果作为一种特殊情况,从而有着更小的保守性.在频域,故障信号和扰动信号的频率范围被考虑,基于有限频的故障灵敏性指标和扰动抑制性指标,结合Parseval定理和s-过程,GKYP引理被扩展到了带有多时滞的广义t-s模糊系统.比较存在的方法,本文给出的方法能够检测到幅值更小的故障信号.(2)针对带有随机时滞和丢包的网络控制系统,讨论了有限频H/H故障检测问题.一个新的多参变Markov跳变系统模型被建立来描述被考虑的网络控制系统.比较存在的网络控制系统模型,控制器-执行器(C-A)时滞、C-A丢包、传感器-控制器(s-C)时滞和s-C丢包同时被考虑,使得该模型有着更加广泛的应用前景.结合Parseval定理和s-过程,有限频H/H故障检测滤波器被设计,并且一个凸的设计条件被给出来求解滤波器参数.最后,对本文的工作进行了总结,以及有待改进的地方,对未来的工作进行了展望.

关键词：故障检测有限频 H-性能 H∞性能广义t-s模糊系统网络控制系统线性矩阵不等式(LMIs) 滤波器