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STATE SPACE METhODS FOR DECENTRALIZED h_∞ CONTROL

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Journal of Central South University 1994年第1期6卷 91-96页

作者： Wu Min Gut Weihua Chen Ning(Department of Automatic Control Engineering, Central South University of Technology, Changsha, 410083, China) Department of Automatic Control Engineering Central South University of Technology Changsha China

This paper presents state space methods for decentralized hoe control, which contain two respects: a parametrization approach and an iterative algorithm. For large scale systems with N subsystems, decentralized hoe con trollers can be derived by a parametrization result for centralized her: controllers and designed by an iterative algorithm with structured constraint to the controllers.

关键词： decentralized control state space method h_∞ control

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涡轴发动机LQ/h_∞抗扰控制方法

航空动力学报 2012年第9期27卷 2140-2146页

作者：廖光煌李秋红卢辰昊黄金泉南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 中国航空工业集团公司航空动力控制系统研究所江苏无锡214063

提出了抑制涡轴发动机负载干扰的线性二次型(LQ)/h∞控制算法,以总距为干扰建模,利用线性矩阵不等式求得既满足LQ指标又对干扰具有h∞性能约束的状态反馈控制律.提出修正指令抑制干扰策略.采用比例微分控制将总距变化转换为动力涡轮转... 详细信息

提出了抑制涡轴发动机负载干扰的线性二次型(LQ)/h∞控制算法,以总距为干扰建模,利用线性矩阵不等式求得既满足LQ指标又对干扰具有h∞性能约束的状态反馈控制律.提出修正指令抑制干扰策略.采用比例微分控制将总距变化转换为动力涡轮转速指令的修正,实现增大或减小机动飞行中动力涡轮转速指令,抑制实际转速的下垂或超调.仿真结果表明:该控制方法能有效抑制干扰并具有良好的实时性.

关键词：涡轴发动机抗扰控制线性二次型 h_∞ 变指令

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一类分数阶神经网络的自适应h_∞同步

智能系统学报 2019年第2期14卷 239-245页

作者：袁晓琳莫立坡北京工商大学理学院北京100048

针对一类不确定分数阶神经网络系统,研究了其自适应h_∞同步问题和参数辨识问题。提出了一个新的可以使闭环系统实现h_∞同步的自适应控制协议,利用鲁棒控制的方法和Gronwall-Bellma不等式证明了驱动系统和响应系统在该协议下可以实现同... 详细信息

针对一类不确定分数阶神经网络系统,研究了其自适应h_∞同步问题和参数辨识问题。提出了一个新的可以使闭环系统实现h_∞同步的自适应控制协议,利用鲁棒控制的方法和Gronwall-Bellma不等式证明了驱动系统和响应系统在该协议下可以实现同步,同时满足h_∞性能。通过仿真实验,验证了所设计控制协议的有效性,并且说明了利用该控制协议可以对未知参数进行辨识。

关键词：分数阶神经网络自适应 h_∞ 同步未知参数辨识控制器

h_∞ ROBUST PERFORMANCE DESIGN FOR UNCERTAIN SYSTEMS

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Journal of Shanghai Jiaotong university(Science) 1996年第2期1卷 42-48页

作者： Weng Zhengxin Shi Songjiao(Dept. of Automatic Control, Shanghai Jiaotong University, Shanghai, 200030)Wang Guangxiong(Dept. of Control Engineering, harbin Institute of Technology, harbin, 150001)

This paper considers the robust per formance design problem of the linear systems with both unmodelled dynamics and real parametric uncertainties. We suggest for the first time that the problem can besolved by the h∞ mixed sensitivity method. The main idea is as follows: Firstly, the original problem istransformed into the robust per formance design problem for a pure parameter uncertain system. Then, theresulting problem is reduced to a standard h∞ control problem which can be solved by the h∞ state feedbacksynthesis method or Doyle’s "DGKF" algorithm.

关键词： h_∞ control robust performance parametric uncertainty unmodelled dynamics mixed sensitivity

A NOVEL h_∞/LTR SYNThESIS METhOD

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Journal of Shanghai Jiaotong university(Science) 1996年第2期1卷 36-41,48页

作者： Weng Zhengxin Shi Songjiao(Depart. of Automatic Control, Shanghai Jiaotong University, Shanghai, 200030)Wang Guangxiong(Depart. of Control Engineering, harbin Institute of Technology, harbin, 150001)

This paper focuses on the observer-based controller design problem and proposes a novel h∞/LTRsysthesis method in which the h∞ design technique is combined with the Loop Transfer Recovery (LTR) design methodology. The method involves two designing steps. First, an h∞ full state feedback controller is designed to satisfy the robust stability and performance specifications, which can be done independently of the recovery optimization. Subsequently, the properties of the h∞ state feedback can be reobtained by designing fullor reduced order observers. A case study is presented to illustrate the proposed method.

关键词： robust control h_∞ control state feedback h_∞/LTR synthesis state observer

基于线性矩阵不等式的h_∞球磨机控制器设计

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中国金属通报 2020年第5期 277-278页

作者：杨枭北京矿冶科技集团有限公司北京100160

工厂在对球磨机进行过程控制时,参数不确定会对系统造成影响,本文给出了一种基于线性矩阵不等式的h_∞设计方法,针对参数不确定性和干扰,设计了两个独立的单输入单输出回路。仿真实验验证,这种控制器能够实现良好解耦,跟踪设定值。

关键词：球磨机 h_∞ 线性矩阵不等式解耦

New LMI Conditions for Reduced-order Observer of Lipschitz Discrete-time Systems: Numerical and Experimental Results

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International Journal of Automation and computing 2019年第5期16卷 644-654页

作者： Noussaiba Gasmi Assem Thabet Mohamed Aoun Research Center for Automatic Control of Nancy CRAN-CNRS UMR 7039University of LorraineCosnes et Romain 54400France Modeling Analysis and Control of Systems(MACS)LaboratoryNational Engineering School of GabesUniversity of GabesGabes 6072Tunisia

The objective of this paper is to propose a reduced-order observer for a class of Lipschitz nonlinear discrete-time *** conditions that guarantee the existence of this observer are presented in the form of linear matrix inequalities(LMIs). To handle the Lipschitz nonlinearities, the Lipschitz condition and the Young′s relation are adequately operated to add more degrees of freedom to the proposed LMI. Necessary and sufficient conditions for the existence of the unbiased reduced-order observer are given. An extension to h_∞ performance analysis is considered in order to deal with h_∞ asymptotic stability of the estimation error in the presence of disturbances that affect the state of the system. To highlight the effectiveness of the proposed design methodology, three numerical examples are considered. Then, high performances are shown through real time implementation using the ARDUINO MEGA 2560 device.

关键词： Reduced-order observer discrete-time systems Lipschitz systems h_∞ ARDUINO MEGA 2560 device

具有时延和丢包的线性NCS时滞依赖鲁棒容错控制研究

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具有时延和丢包的线性NCS时滞依赖鲁棒容错控制研究

作者：曹慧超兰州理工大学

学位级别：硕士

网络化控制系统(Networked control system,NCS)是一种通过实时通讯网络构成闭环的反馈控制系统。因其连线少,成本低,资源共享,便于安装、维护、扩展和故障诊断等优点,已被广泛应用于航空航天、石油化工、制造业等复杂系统中。但通讯网... 详细信息

网络化控制系统(Networked control system,NCS)是一种通过实时通讯网络构成闭环的反馈控制系统。因其连线少,成本低,资源共享,便于安装、维护、扩展和故障诊断等优点,已被广泛应用于航空航天、石油化工、制造业等复杂系统中。但通讯网络的介入,受带宽限制和传输不可靠的影响,网络时延、数据丢包不可避免,加之网络带来的各种不确定性,使网络传输的数据也失去了定常性、因果性和确定性;此外多数NCS规模更加庞大,结构更加复杂,且故障诱发因素众多,系统一旦发生故障,损失将难以估量,因此通过对NCS进行容错设计,使其具有高安全可靠性变得尤为复杂和重要。目前NCS容错控制研究还处于起步阶段,现有成果还存在诸多局限,如:对网络诱导时延和数据丢包考虑较为单一,时延多以小于一个采样周期的情况建模,控制策略主要采用状态反馈,系统性能以鲁棒完整性或鲁棒h∞完整性为主,其结论保守性相对较大等。基于此,本文针对同时具有时变时延和丢包的线性不确定NCS,将数据包丢失看成一种特殊时延,从减少保守性入手,以时滞依赖的方法,综合应用Lyapunov稳定性理论、线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)、积分不等式等方法和技术,分别采用状态反馈或动态输出反馈控制律,较为系统地在理论层面给出了系统具有鲁棒完整性及具有一定性能约束的鲁棒容错判别准则和相应控制器的设计方法,并对所有结果进行了有效性和正确性的仿真实验研究,主要工作可归结为以下几个方面:1)基于状态反馈的不确定线性NCS鲁棒容错控制研究针对不确定线性NCS,同时考虑时变时延和数据丢包、或不确定有界扰动的影响,采用状态反馈控制策略,以保守性相对较小的时滞依赖方法,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,采用积分不等式、自由权矩阵等技术,针对可能的执行器或传感器失效故障,推证出了系统具有鲁棒完整性及具有一定性能约束的鲁棒h∞、鲁棒保性能、鲁棒h∞保性能的时滞依赖充分条件,并以一个LMI约束的和线性目标函数的凸优化方式,给出了NCS最优性能指标或最小扰动抑制率的控制器优化设计方法。2)基于动态输出反馈的不确定线性NCS的鲁棒容错控制研究针对不确定线性NCS,同时考虑时变时延和数据丢包、或不确定有界扰动的影响,采用动态输出反馈控制策略,以保守性相对较小的时滞依赖方法,通过构造一种包含三重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函,采用积分不等式技术,针对可能的执行器或传感器失效故障,推证出了系统具有鲁棒完整性及具有一定性能约束的鲁棒h∞、鲁棒保性能、鲁棒h∞保性能的时滞/时滞变化率依赖的充分条件,并以一个LMI约束的和线性目标函数的凸优化方式,给出NCS具有最优性能指标或最小扰动抑制率控制器的优化设计方法。3)在采用动态输出反馈控制策略时,对时延进行了更切合实际和一般性的分段处理,并构造了一种同时包含二重积分和三重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函,推证中未进行模型转化,对于Lyapunov泛函导数上界的处理时,在尽可能少放大的基础上保留了所有有用项,所给结果充分运用了时延的各种信息,尤其是各段时延的下界信息,使结论具有较小的保守性;同时,积分不等式技术的使用减少了自由权矩阵的引入,降低了计算量,这些均使控制器设计的可行性及容错满意度得到了提高。4)在上述理论研究的基础上,采用实例对所有结果进行了仿真研究,结果表明文中所给结论均是正确有效性,这为同时具有时变时延和丢包的线性不确定NCS容错设计提供了一定的理论依据。

关键词：网络化控制系统鲁棒容错时变时延不确定性线性矩阵不等式 h_∞ 保性能

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基于T-S模糊模型的旋转倒立摆系统控制

基于T-S模糊模型的旋转倒立摆系统控制

作者：郭贵军吉林大学

学位级别：硕士

倒立摆是一个复杂的快速、非线性、多变量、强耦合、自然不稳定的非最小相位系统,是重心在上,支点在下的一类控制问题的抽象。作为一个典型的非线性系统,倒立摆系统常被用作检验新的控制算法的有效性和控制性能优劣的平台。基于旋转倒... 详细信息

倒立摆是一个复杂的快速、非线性、多变量、强耦合、自然不稳定的非最小相位系统,是重心在上,支点在下的一类控制问题的抽象。作为一个典型的非线性系统,倒立摆系统常被用作检验新的控制算法的有效性和控制性能优劣的平台。基于旋转倒立摆的T-S模型,在平行分配补偿设计方法的框架下,在不考虑输出约束和控制约束的情况下,本文首先设计了LQR控制器,并进行了仿真;但倒立摆系统的控制问题实际上是一个存在输出约束和控制约束的控制问题,在考虑约束的情况下,以LMI为优化工具,设计了状态反馈约束h∞控制器,并进行了仿真。在论文的最后,设计了倒立摆的自摆起控制器,并结合前面所设计的T-S LQR控制器与T-S h∞控制器在旋转倒立摆的实物上进行了实物控制实验。

关键词：旋转倒立摆 Lagrange方程 T-S模型平行分配补偿 LQR 线性矩阵不等式(LMI) h_∞