基于观测器的非线性广义马尔科夫跳变时滞系统的鲁棒H_∞控制6

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非线性模型预测控制的若干问题研究

非线性模型预测控制的若干问题研究一、概述随着现代工业技术的快速发展，非线性模型预测控制（Nonlinear Model Predictive Control，NMPC）已成为控制领域的研究热点。

非线性系统广泛存在于实际工业过程中，其特性复杂、行为多样，且具有不确定性，这使得传统的线性控制策略在面对非线性系统时往往难以取得理想的效果。

研究非线性模型预测控制策略，对于提高控制系统的性能、稳定性和鲁棒性具有重要意义。

非线性模型预测控制是一种基于非线性模型的闭环优化控制策略，其核心思想是在每个采样周期，以系统当前状态为起点，在线求解有限时域开环最优问题，得到一个最优控制序列，并将该序列的第一个控制量作用于被控系统。

这种滚动优化的策略使得非线性模型预测控制能够实时地根据系统的状态变化调整控制策略，从而实现对非线性系统的有效控制。

非线性模型预测控制的研究也面临着诸多挑战。

由于非线性系统的复杂性，其预测模型的建立往往较为困难，且模型的准确性对控制效果的影响较大。

非线性模型预测控制需要在线求解优化问题，这对计算资源的需求较高，限制了其在实时性要求较高的系统中的应用。

非线性模型预测控制的稳定性和鲁棒性也是研究的重点问题。

本文旨在深入研究非线性模型预测控制的若干关键问题，包括非线性模型的建立、优化算法的设计、稳定性和鲁棒性的分析等。

通过对这些问题的研究，旨在提出一种高效、稳定、鲁棒的非线性模型预测控制策略，为实际工业过程的控制提供理论支持和实践指导。

1. 非线性模型预测控制（NMPC）概述非线性模型预测控制（Nonlinear Model Predictive Control，简称NMPC）是一种先进的控制策略，广泛应用于各种动态系统的优化控制问题中。

NMPC的核心思想是在每个控制周期内，利用系统的非线性模型预测未来的动态行为，并通过求解一个优化问题来得到最优控制序列。

这种方法能够显式地处理系统的不确定性和约束，因此非常适合于处理那些对控制性能要求较高、环境复杂多变的实际系统。

鲁棒性控制理论在飞行器自主飞行中的应用

鲁棒性控制理论在飞行器自主飞行中的应用鲁棒控制理论是在飞行器自主飞行领域中被广泛应用的一种控制理论。

鲁棒控制理论是一种能够使系统在面对不确定性和干扰时仍然保持稳定性与可控性的控制方法，具有很好的适应性和鲁棒性。

在飞行器自主飞行领域，鲁棒控制理论可以有效地提高自主决策能力和实现智能化飞行。

一、飞行器控制的难点在飞行器自主飞行中，控制是一个非常重要的环节。

然而，由于飞行器本身的不确定性、环境的不可预知性和意外干扰等因素，使得飞行器控制面临着诸多难点。

一方面，飞行器本身具有很高的复杂度，其动力学方程包含了非线性、时变、多变量等元素，制约了传统控制方法的应用。

另一方面，外部环境变化的复杂性和干扰的不可预知性也使得控制面临更多的挑战。

因此，在传统控制方法的基础上，鲁棒控制理论逐渐成为应对这些挑战的新方法。

二、鲁棒控制理论的特点鲁棒控制理论是一种针对飞行器控制中的不确定性和干扰的控制方法，适用于解决传统控制方法很难解决的问题。

其特点有：1. 适应性强：由于鲁棒控制是基于模型不确定性的控制理论，因此它可以很好地适应环境的变化和控制系统的变化。

2. 抗干扰性强：鲁棒控制可以抵抗大部分外部环境因素和干扰因素的影响，确保控制系统的有效性。

3. 控制性能好：鲁棒控制可以在保证系统控制稳定的前提下，最大化控制系统的性能和控制输出的精度。

三、鲁棒控制理论在飞行器自主飞行中的应用在飞行器自主飞行中，鲁棒控制理论逐渐成为一种像传统控制理论一样被广泛应用的控制方法。

它具有很好的适应性和鲁棒性，可以保证飞行器在变化的环境下保持优良的控制性并实现高效、精准的自主飞行。

具体来说，鲁棒控制理论在以下方面得到了广泛应用：1. 飞行器导航控制：在飞行器自主飞行中，导航控制是一个非常重要的环节。

鲁棒控制可以很好地应用于飞行器的导航控制中，提高导航控制的精度、安全性和响应速度。

2. 飞行器降落控制：飞行器降落控制是飞行器的重要控制环节，关系到飞行器的安全降落。

现代控制理论

现代控制理论⾮线性动态系统的稳定性和鲁棒控制理论研究上世纪50年代，Kallman成功的将状态空间法引⼊到系统控制理论中，从⽽标志着现代控制理论研究的开始。

现代控制理论的研究对象是系统的数学模型，它根据⼈们对系统的性能要求，通过对被控对象进⾏模型分析来设计系统的控制律，从⽽保证闭环系统具有期望的性能。

其中，线性系统理论已经形成⼀套完整的理论体系。

过去⼈们常⽤线性系统理论来处理很多⼯程问题，并在⼀定范围内取得了⽐较满意的效果。

然⽽，这种处理⽅法是以忽略系统中的动态⾮线性因素为代价的。

实际中很多物理系统都具有固有的动态⾮线性特性，如库仑摩擦、饱和、死区、滞环等，这些⾮线性动态⾮线性特性的存在常常使系统的控制性能下降，甚⾄变得不稳定。

这就使得利⽤线性系统理论处理⾮线性动态系统⾯临巨⼤的困难。

此外，在控制系统运⾏过程中，环境的变化或者元件的⽼化，以及外界⼲扰等不确定因素也会造成系统实际参数和标称值之间出现较⼤差别。

因此，基于标称数学模型所设计的控制律⼀般很难达到期望的性能指标，甚⾄会使系统不稳定。

综上所述，研究不确定条件下⾮线性动态系统的鲁棒稳定性及鲁棒控制间题具有重要的理论意义和迫切的实际需要。

⾮线性动态系统是指按确定性规律随时间演化的系统，⼜称动⼒学系统，其理论来源于经典⼒学，⼀般由微分⽅程来描述。

美国数学家Birkhoff[1]发展了法国数学家Poincare在天体⼒学和微分⽅程定性理论⽅⾯的研究，奠定了动态系统理论的基础。

在实际动态系统中，对象往往受到各种各样的不确定的影响，所以其数学模型⼀般不可能精确得到。

因此，我们只能⽤近似的标称数学模型来描述被控对象，并据此来设计控制系统,动态系统鲁棒控制由此产⽣。

所谓鲁棒性就是指系统预期⾮线性动态系统的稳定性和鲁棒控制理论研究的设计品质不因不确定性的存在⽽遭到破坏的特性，鲁棒控制是⾮线性动态系统控制理论研究的⼀个⾮常重要的分⽀。

现代控制理论的发展促进了对动态系统的研究，使它的应⽤从经典⼒学扩⼤到⼀般意义下的系统。

具有时滞的非线性控制系统的鲁棒性分析

具有时滞的非线性控制系统的鲁棒性分析随着科技快速发展，控制系统的普及和应用也越来越广泛。

在现代工程中，非线性控制系统应用尤其广泛。

非线性控制系统是一种多输入输出的系统，其中输出与输入之间的关系不是线性的。

而对非线性控制系统进行分析和控制的过程也十分复杂。

其中，时滞是非线性控制系统的一个重要特征，这个特征在实际工作中也十分常见。

因此，对于具有时滞的非线性控制系统的鲁棒性分析变得尤为重要。

一、什么是具有时滞的非线性控制系统时滞是指输入信号的延迟时间在传递至输出端时出现的时间差。

当控制系统的性能受到时滞的影响时，传统的线性控制理论就不再适用。

例如：当控制系统处于运动状态时，如果在早期状态的输入信号反映在控制输出上，则会发生控制器受到时间延迟的影响而失去控制。

非线性控制系统是一种复杂的系统，由于控制输出与输入之间的关系不是线性的，因此其分析和控制过程显得格外复杂。

非线性控制系统可以分为静止的和动态的。

前者的关系是固定的，不随时间的推移而发生改变；而后者的关系会随时间的推移而发生显著的变化。

动态系统可以分为时变和定常两种。

具有时滞的非线性控制系统则是指非线性控制系统中，控制输入的效果是在一定的时间间隔内发挥出来的。

这个时间延迟对于控制系统的性能有着重要影响，时滞的大小以及它的变化规律影响着系统的动态性能。

例如，一些激光稳定控制和罐容料液位控制系统的效果都受到时滞的影响。

二、为什么需要鲁棒性分析鲁棒性是指非线性控制系统在面对未知的、不确定的干扰和噪声时所表现出的稳健性。

在实际应用中，控制系统面临的环境和要求也比较复杂，不同的操作环境、气候要求、输入变化，都有可能导致控制系统的输入输出出现不确定的干扰和噪声，从而干扰了控制系统的正常工作。

如果不考虑这些鲁棒性问题，不仅不能应对常规的干扰，同时也很难有效预测和应对系统的未知干扰。

鲁棒性分析是通过对系统和模型的分析，来确定控制系统在面对各种干扰和干扰时所需要具备的鲁棒性，并针对具体的干扰和噪声进行优化。

鲁棒控制及其发展概述

鲁棒控制及其发展概述摘要本文首先介绍了鲁棒控制理论的发展过程；接下来主要介绍了研究鲁棒多变量控制过程中两种常用的分析方法：方法以及分析方法；最后给出了鲁棒控制理论的应用及其控制方法，不仅仅用在工业控制中，它被广泛运用在经济控制、社会管理等很多领域。

随着人们对于控制效果要求的不断提高，系统的鲁棒性会越来越多地被人们所重视，从而使这一理论得到更快的发展。

并且指出了目前鲁棒控制尚未解决的问题以及研究的热点问题。

关键词：鲁棒控制；鲁棒多变量控制；鲁棒控制；分析方法一、引言鲁棒控制（Robust Control）方面的研究始于20世纪50年代。

在过去的20年中，鲁棒控制一直是国际自控界的研究热点。

以闭环系统的鲁棒性作为目标设计得到的固定控制器称为鲁棒控制器。

控制系统的鲁棒性研究是现代控制理论研究中一个非常活跃的领域,鲁棒控制问题最早出现在上个世纪人们对于微分方程的研究中。

最早给出鲁棒控制问题的解的是Black在1927年给出的关于真空开关放大器的设计，他首次提出采用反馈设计和回路高增益的方法来处理振控管特信各大范围波动。

之后，Nyquist频域稳定性准则和Black回路高增益概念共同构成了Bode的经典之著[1]中关于鲁棒控制设计的基础。

20世纪60年代之前这段时间可称为经典灵敏度设计时期。

此间问题多集中于SISO系统，根据稳定性、灵敏度的降低和噪声等性能准则来进行回路设计。

20世纪六七十年代中鲁棒控制只是将SISO系统的灵敏度分析结果向MIMO进行了初步的推广[2]，灵敏度设计问题包括跟踪灵敏度、性能灵敏度和特征值/特征向量灵敏度等的设计。

20世纪80年代，鲁棒设计进入了新的发展时期，此间研究的目的是寻求适应大范围不确定性分析的理论和方法。

二、正文1. 鲁棒控制理论方法在工程中应用最多，它以输出灵敏度函数的范数作为性能指标，旨在可能发生“最坏扰动”的情况下，使系统的误差在无穷范数意义下达到极小，从而将干扰问题转化为求解使闭环系统稳定并使相应的范数指标极小化的输出反馈控制问题。

陈志盛副教授简介

陈志盛副教授简介1、个人简介陈志盛，男，副教授，2005年在中南大学获控制理论与控制工程专业博士学位。

目前在长沙理工大学能源与动力工程学院执教，主要从事自动控制和计算机应用领域的科研与教学工作。

已承担省厅级基金项目多项，已成功完成分布式过程控制、远程数据采集与监控系统等多个厂校合作科研横向课题的研究。

近年来在《自动化学报》、《系统工程理论与实践》、《控制与决策》等重要期刊及国际会议上发表相关论文近30篇，其中有10余篇被SCI、EI收录。

2、主要研究方向电厂生产过程控制、新能源开发与应用技术。

3、主持的部分相关项目[1]并网风电系统的非脆弱鲁棒模糊控制技术研究（2009-2010年省教育厅基金项目，主持）[2]基于信息融合的烧结配矿信息挖掘与决策研究（2011年湖南省自然科学基金项目，排名2）[3]离网型大容量风电机组智能控制技术研究（高效热交换技术及设备湖南省重点实验室开放基金项目，主持）[4]电厂煤粉智能输配系统研究与设计（2008-2010企业研发项目，参与）[5]基于信息融合的烧结配矿信息挖掘与决策研究（011-3013湖南省自科青年基金（11JJ4046），参与）4、近期发表的相关论文[1]陈志盛, 何勇, 吴敏. Robust fuzzy tracking control for nonlinear networked control systemswith integral quadratic constraints. International Journal of Automation and Computing, 2010, 7(4): 492-499. (EI收录)[2]陈志盛, 彭可, 李勇刚, 张泰山. 不确定离散模糊时滞系统的时滞相关H∞控制. 自动化学报, 2006, 32(5): 834-838. (EI收录)[3]陈志盛,孙克辉, 张泰山. Liu混沌系统的非线性反馈同步控制. 物理学报, 2005, 54(6):2580-2583. (SCI, EI收录)[4]陈志盛, 张泰山, 彭可. 基于状态观测器的不确定时滞系统非脆弱H∞控制. 系统工程理论与实践, 2005, 25(3): 107-111. (EI收录)[5]陈志盛, 孙克辉，张泰山，李勇刚. 基于LMI的不确定离散模糊时滞系统鲁棒控制. 控制与决策, 2006, 21(3): 352-355. (EI收录)[6]陈志盛, 孙克辉, 李勇刚, 张泰山. 基于模糊Lyapunov函数的离散模糊时滞系统H∞控制. 控制与决策, 2006, 21(5): 546-549. (EI收录)[7]张桓,陈志盛. 基于戴尔蒙德框架模型的高校双语教学系统设计. 中国电力教育，2012年第2期3 页43-44页.[8]陈志盛,李勇刚. 传感器饱和约束下线性系统的鲁棒故障检测. 武汉理工大学学报，ISSN1671-4431 2009年第1期P106-109页[9]陈志盛,李勇刚. 改进粒子群优化算法及其在磨削加工中的应用. 第二十七届中国控制会议论文集，2008，07.[10]陈志盛,李勇刚. 一类不确定Markov跳变时滞系统的鲁棒输出跟踪控制. 第二十六届中国控制会议论文集，2007，07. P545-548E-mail：czs_csu@。

一类非线性扰动时滞系统的基于观测器的鲁棒控制

文章编号 � 1 0 0 9 4 4 9 0� 2 0 0 6� 0 2 0 0 0 3 0 3
一类非线性扰动时滞系统的基于观测器的鲁棒控制
苗军霞 �戴平波
( 南京财经大学应用数学系 �江苏南京 2 1 0 0 4 6) 要 �讨论了一类不确定时滞系统的基于观测器的控制器设计问题 � 其中不确定是非线性时变的 . 在
� � 5
故由� � � � �和 � �构成的增广系统为 1 4 5
� �E � � � � � � �� F HI L� �� GI L �� G�� H#� � � 5 � 4 �E � � � � � �� F HL C� �� H#� � �� 6 对该增广系统构造 L a � n o �函数 � p T H 1 2 � � � �E�T � � M� �� P1 �� G� � � P2 �� G2 %
� 矩阵� )为时变时滞 � )为可微的初值函数向量 � 且满足 � � #( � � J 为非线性时变扰动 � $(
( ) ) � ) ��( �( �H# � �� %��( �H#( �) � 其中% > 0 为给定的常数对象 ( ) � 构造满足如下形式状态方程的状态观测器及线性无记忆反馈控制律 1
第2 0 卷第 2 期 2 0 0 6年 6月
山西师范大学学报 ( 自然科学版) J o � � n a l o fS h a n � iN o � m a lU n i � e � � i � � N a � � � a l S c i e n c eE d i � i o n

离散马尔可夫跳跃系统的鲁棒H∞滤波

离散马尔可夫跳跃系统的鲁棒H∞滤波王红茹;刘士科【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2014(27)9【摘要】研究了离散时滞不确定马尔可夫跳跃系统的鲁棒H ∞滤波器设计，其中系统的参数为范数有界不确定且时滞相关。

基于李雅普诺夫函数的方法和引入附加矩阵，得到新的稳定条件，具有较小的保守性。

根据得到的稳定条件，通过求解LMI得到滤波器参数，并最终通过数据示例验证方法的可行性。

%This paper considers the robust H ∞filtering problem for linear uncertain Discrete Markovian jump system with time-varying delays and system parameters for norm of bounded uncertainty .Based on the Lyapunov functional theory and the introduction of additional matrix , new criteria are derived for the Hperformance analysis of the filtering-error systems , which lead to much less conservative analysis results .Then based on the obtained condi-tions, the gain of filter is obtained in terms of linear matrix inequalities ( LMIs) .Finally, numerical results are pro-vided to show the effectiveness of the designed H filter.【总页数】5页(P16-20)【作者】王红茹;刘士科【作者单位】哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】TP271+.74【相关文献】1.参数不确定离散马尔可夫跳跃广义系统的鲁棒输出反馈镇定 [J], 张华平;范洪达;董浩;马晓燕2.确保估计性能的离散Markov跳跃系统鲁棒Kalman滤波 [J], 朱进;奚宏生;季海波;王冰3.不确定离散马尔可夫跳跃奇异系统的鲁棒H∞饱和控制 [J], 陈乃训;马树萍4.离散马尔可夫跳跃广义系统的鲁棒严格耗散控制 [J], 李秀英;邢伟;张庆灵5.时滞离散马尔可夫跳跃系统的鲁棒故障检测 [J], 王红茹;王常虹;高会军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

带有马尔科夫跳跃的奇异时滞系统的输出反馈控制器设计的开题报告

带有马尔科夫跳跃的奇异时滞系统的输出反馈控制
器设计的开题报告
本文旨在研究带有马尔科夫跳跃和时滞的奇异系统的输出反馈控制
器设计问题。

这种类型的奇异系统广泛应用于复杂工程和科学领域，例
如通信网络、机器人控制、电力系统等。

在实际应用中，奇异系统往往受到不确定因素的干扰和时滞的影响。

为了克服这些挑战，我们需要设计一种有效的控制器来确保系统的稳定
性和性能表现。

本文将首先介绍奇异系统的基本概念和数学模型。

然后，我们将引
入马尔科夫跳跃和时滞的概念，并详细描述它们对奇异系统的影响。

接
下来，我们将探讨如何设计一个有效的输出反馈控制器来稳定这种类型
的奇异系统。

具体来说，我们将采用H∞控制理论来设计输出反馈控制器。

该方
法可以在系统具有不确定性和干扰的情况下实现系统的鲁棒稳定性，并
优化系统的性能表现。

我们将通过数值模拟来验证设计方法的有效性和
性能表现。

总之，本文的研究将帮助我们更好地理解带有马尔科夫跳跃和时滞
的奇异系统的特点和挑战，并提供一种有效的控制器设计方法来保证系
统的稳定性和性能表现。

一类不确定时滞系统的鲁棒H∞可靠控制

系统稳定性问题的研究被关注，取得一定成果也．文研究了一类具有状态时滞，时部分执行器失本同
效情况下不确定系统基于状态反馈鲁棒Ｈ。可靠镇定问题．。
１系统描述
考虑如下一类不确定线性时滞系统
作者简介：登峰（９９）男，徽芜湖人，士研究生．夏１７一，安硕
（）３
其中，Ａ、Ａ、Ｂ反映系统模型中变量参数不确定性的不确定实值矩阵， △ △ △ 并假设满足
△ — ＭＦ１１ △ Ａ，ＡＪ— ＭＦ２２（Ｘ — ａ）＞０Ｎ，ＬＢＮＩＢ，（）４
其中，Ｆ是时变矩阵，满足ＦＦ、且
器失效时，应的闭环系统也渐近稳定．助于议论广义的Ｒｃａｉ阵不等式，出了控制器存在的条件，相借ｉｔ矩ｃ给同
时给出了所期望控制器的解析式．最后。过一个仿真例子，明该方法的可行性．通说关键词：性系统；靠控制；态延迟；行器失效；棒Ｈ控制线可状执鲁
（），一。Ｙ（）一Ｃ（），￡ｘ￡
…
主（）一Ａｘ（）十ＡＪ５ — ）十ＤＷ（）ｆ．（３
，
其中， — Ａ十△ 十（ＡＡＢ十ＬＫ，ＸＢ）ＡＪ— ＡＪ △ ， — Ｃ， — Ｄ，一７．十ＡＪＣＤＷ．Ｏ

基于事件触发优化的鲁棒H_(∞)控制

2021年4月第28卷第4期控制工程Control Engineering of ChinaApr. 2021Vol.28, No.4文章编号：1671-7848(2021)04-0751-08D01:10.14107/ki.kzgc.20190264基于事件触发优化的鲁棒汉〇控制陆佳杰，樊渊，刘天龙(安徽大学电气工程与自动化学院，安徽合肥230601)■摘要：针对线性系统，研究事件触发优化机制下的鲁棒//〇〇控制。

首先，在时间触发和事件触发机制下，给出系统优化性能指标，设计优化控制器。

接着，考虑基于事件触发优化机制下的鲁棒//〇〇控制，当外部干扰为零时，给出线性系统渐近稳定性的证明：当外部干扰不为零时，推导得到系统具有给定干扰抑制水平X。

然后，分析线性系统的Z e n o行为，通过推导给出一个正的最小触发时间间隔来保证系统不会存在Z e n o行为。

最后，通过系统仿真验证算法的有效性。

关键词：事件触发控制：优化控制；鲁棒//〇〇控制；Z e n o行为中图分类号：T P273 文献标识码：ARobust H〇〇 Control Based on Event-triggered OptimizationL U Jia-jie,F A N Yua n,L I U Tian-long(School of Electrical Engineering and Automation, Anhui University, Hefei 230601, China)Abstract:For linear systems,the robust //〇〇control under the event-triggered optimization m e c h a n i s m is studied.Firstly,under the time-triggered and event-triggered m e c h a n i s m,the system optimization performance index i s given and the optimization controller is designed.T h e n,robust//〇〇control based on the event-triggered optimization mecha n i s m is considered.W h e n the external interference i s zero,the proof of the asymptotic stability of the linear systems is given.W h e n the external interference is not zero,i t is derived that the system has a given interference suppression level Y of//x control.T h e n,the Z e n o behavior of the linear system i s analyzed,and a positive m i n i m u m trigger time interval i s given by derivation to ensure that there i s no Ze n o behavior in the system.Finally,the effectiveness of the algorithm i s verified b y system simulation.K e y w o r d s:Event-triggered control;optimization control;robust H〇^control;Z e n o behaviori引言随着计算机和网络通信技术的不断发展，目前产生了一种大规模资源受限的无线嵌入式控制系统。

基于观测器的时变时滞不确定系统的强稳定鲁棒H ∞控制器设计

测器后，系统的维数升高而变得复杂化，一旦发生故障使得观测器不能获得输出信号时。证系统的开保
环稳定是非常必要的。本文利用文献［］研究方５的
法，一步研究了控制输入和输出均有不确定性且进
维普资讯
文章编号：００１８２０）２００—０ｉ０ —５８（０２０ —０４４
Ｖ１３ｏｎ２２ｏ２Ｎ．Ｊ．０．２ｕ０
Ｉ海运罕阮罕强。母￣学院学报－母海、
Ｊｕｎｌｆｏｒａｏ
４１
ｘ（）ｏ（）ｔ＝ｘ￡＋∑ ｘ（一（）ｔ￡）
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定理１如果存在正定矩阵Ｐ，。满足下述方程Ｐ
ＮＮ
Ｑ＝ＰＨＨ丁 ∑ Ｈ＋Ｈｂ＋Ａｌｃ０ｏ＋（丁２ｔ丁 ∑ 丁ＨＭＡ
＋ＢＫＫ＿ＴＰＢ）ｆ＋２来自－ＥｏＥｏ＋２Ｅｒ６ｒＫＴ６ＥＫ
Ａｂｓｒｃ：Ｉｔｅａｒｗｅｄｓｇｔｏｇ— ｔｂｉｚｎｏｓＨｃｔｏｌｒａｅｏｂｅｖｒｆｒａｃａｓｏｔａｔｎｈｐｐｅ．ｅｉｎａｓｒｎｓａｌｉｇｒｂｕｔｉｏｎｒｌｂｓｄｎｏｓｒｅｏｌｓｆｅｕｅｔｉｙｔｍｓｗｉｈｍｕｔ—ｉｅｖｒｎｕｔ— ｉｅｄｌｙｉｏｔｔｔｓａｄｃｔｏｓ．ｎｃｒａｎｓｓｅｔｌｉｔｍ — ａｙｉｇｍｌｉｔｍ — ｅａｎｂｈｓａｅｎｏｎｒｌＫｅｏｄｙｗｒｓ：ｓｒｎｓａｌｉｇ；ｏｅｖｒｒｂｓｃｔｏｌｉｅｖｒｉｇａｄｔｍｅｄｌｙｔｏｇ—ｔｂｉｚｎｉｂｓｒｅ；ｏｕｔＨｏｎｒ：ｔｍａｙｎｎｉ — ｅａｓ

非线性时变系统的鲁棒性分析与控制研究

非线性时变系统的鲁棒性分析与控制研究随着科技的发展，人们对控制理论的需求越来越高。

非线性时变系统在实际生活中也随处可见，尤其在工业生产、交通运输等领域中占据着重要的位置。

对于这种具有不确定性和复杂性的系统，如何进行鲁棒性分析和控制成为研究的热点和难点之一。

一、非线性时变系统的基本概念非线性时变系统一般由非线性方程组描述，包含多个状态变量，其特点是动态系统的状态随时间演化而不断变化。

对比于线性时变系统，非线性时变系统具有更大的不确定性和复杂性，因此在分析和控制上存在更大的困难。

二、鲁棒性分析的概念及原理鲁棒性分析是指对于非线性时变系统，通过对系统内变量、外部干扰、模型误差等因素进行综合分析，提高系统稳定性、鲁棒性和抗干扰能力的方法。

鲁棒性分析时还需要考虑系统的变化特性，是通过建立合适的模型来确定变化特性，对系统进行统计分析。

三、鲁棒性控制的方法鲁棒性控制是指对鲁棒性分析结果进行整合，通过采用不同的控制策略，提高系统的鲁棒性、稳定性和抗干扰能力。

一般来说，鲁棒性控制的方法包括自适应控制、模糊控制、神经网络控制等。

自适应控制是指根据系统状态的变化，适时调整控制器参数和控制策略，进而提高系统的控制性能和鲁棒性。

模糊控制是指利用灰色系统理论，根据系统变化规律进行模糊分类，对控制器进行优化，提高系统控制精度和鲁棒性。

神经网络控制是指利用人工神经网络模拟人脑神经元的工作原理和计算方法，对于非线性时变系统进行特征提取和建模，在此基础上进行控制，提高系统的控制精度和抗干扰能力。

四、应用案例分析鲁棒性分析和控制不仅在理论研究上有重要的意义，更是在各种实际应用中有广泛的应用价值。

例如，在机械控制、电力系统、自动化生产等领域，非线性时变系统的控制问题始终是一个难题。

以机器人控制为例，当机器人完成一个复杂任务时，系统状态经常会发生变化，干扰、误差等问题也随之出现。

通过对机器人的鲁棒性分析和控制，可以在系统状态发生变化时，适时调整控制策略，提高控制精度和鲁棒性。

基于观测器的不确定时滞系统H∞控制

维普资讯
第２６卷第４期
２００２年１０月
燕山大学学报
ＪｒａｌｏｎｓｎＵｎｉｒｉｙｏｕｎｆＹａｈａｖｅｓｔ
Ｖｌ１２Ｎｏ．４０．６０ｃ．ｔ２００２
基于观测器的不确定时滞系统控制
Ｔｃｎｌｇ，Ｈａｂｎ１００）ｅｈｏｏｙｒｉ，０。５１
维普资讯
２４８
燕山大学学报
２００２
（（，＝，１，３４，ｆ，ｉ０，２，。））定义ｌ称系统（）（（＝，ｗ，Ｏ）是１当，Ｏ（＝时））
ｆ＝＋ｈ＋＋支 △ △
（—ｆ＋ △ ）＋ｆｆ）（＋ “ Ｄｗ（）
器设计方法。该系统具有状态时滞，且不确定性不满足匹配条件。基于ＬＩ法，出了无记忆鲁棒镇定控制器存Ｍ方给在的充分条件及相应的设计方法。关键词观测器，控制，动
（Ｎ３Ｘ＝Ｆ（Ｍ，ｔ，ＥＨ４４））ｚｆ
关新平（ａＧｕｎＸｉｐｎ）邬晶（ｉｇ，燕山大学电气工程学院、秦皇岛０６０（ｈｏｌｇｆｌｃｒａＥｇｎｅｉｇａｓａｎｉｇ，ＷｕＪｎ）６０４ＴｅＣｌｅｏＥｅｔｃｌｎｉｅｒ，Ｙｎｈｎｅｉｎ
｛（＋ＡＥ）＋Ｄｌ（△ｘＤ３Ｅ＋Ｃ＋“ “ ｚ＝
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广义系统鲁棒性与鲁棒控制

南京理工大学硕士学位论文广义系统鲁棒性与鲁棒控制姓名：***申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：***19981201硕士毕业论文摘要摘要犷义系统有着广泛地应用背景，且对其研究有重要的理论价值，因此吸引了国内外诸多学者对其研究。

ｊ本文讨论广义系统的性能鲁棒性和鲁棒控制，主要包括以下几方面酌内容：（１）简要介绍广义系统的背景、研究现状和广义系统的基础知识。

讨论了广义系统的鲁棒能控能观性，给出了鲁棒能观性结论的证明。

ｆ２）研究了广义系统稳定性的鲁棒性。

对广义定常线性系统在稳定性未知的情况下，给出了鲁棒稳定性的一个充分性判据；利用矩阵测度的概念，对不确定性的广义系统，给出了鲁棒稳定的一‘种表示方法。

（３）基于（２）的分析结果，得到了由状态反馈作用的鲁棒控制律存在的两个充分条件。

（４）研究了Ｊ“义不确定系统的变结构控制，在扰动矩阵满足匹配条件时，得到了一个变结构控制律，使闭环系统镇定。

关键词：广义不确喜系：统，鲁棒能控睦习性，鲁棒稳定性，鲁棒控制，变结构控制。

搏蒋拖它定挖雯圭望些笙皇塑垂ＡＢＳＴＲＡＣＴｐｏｏｅｓｓＴｈｅｓｔｕｄｙｏｆＳｉｎｇｕｌａｒｓｙｓｔｅｍｉｓｂｏｔｈｐｒａｃｔｉｃａｌｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙａｐｐｅａｌｉｎｇａｎｄｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｔｈｅａｔｔｅｎｔｉｏｎＯｆｍａｎｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓＴｈｉＳＰａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓａｎｄｒｏｂｕｓｔｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒＳｉｎｇｕｌａｒｓｙｓｔｅｍＳ，ｉｔＳｏｕｔｌｉｎｅｉｓａｒｒａｎｇｅｄａｓｆｏｌｌｏｗｉｎｇ：（１）Ｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｐｒｅｓｅｎｔｓｔａｔｅａｎｄｓｏｍｅＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｉｅｓｏｆｓｉｎｇｕｌａｒｓｙｓｔｅｍａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｎ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｎｔｈｅｒｏｂｕｓｔｃｏｎｔｒ０１ｌａｂｉｌｉｔＹａｎｄｏｂｓｅｒｖｅｒｂｉｌｉｔｙｉＳｏｂｔａｉｎｅｄａｎｄｐｒｏｏｆｓａｒｅｇｉｖｅｎ（２）ＴｈｅｓｔａｂｉｌｉｔＹｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｏｆｓｉｎｇｕｌａｒｓｙｓｔｅｍＳｉＳｓｔｕｄｉｅｄＡＳＵｆｆｉＣｉｅｎｔＣ０ｎｄｉｔｉｏｎｆｏｒｒｏｂＵｓｔｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｈｅａｂＳｅｎｃｅｏｆｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆａｇｉｖｅｎｔｉｍｅ—ｉｎｖａｒｉａｎｔｓｉｎｇｕｌａｒｓｙｓｔｅｍｉｓｇｉＶｅｎ（３）ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｕｌｔＳｏｆ（２），ｔｈｅｔｗｏｓｕｆｆｉＣｉｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｒｏｂＵＳｔｓｔａｔｅｆｅｅｄｂａｃｋＣ０ｎｔｒ０１１ｅｒｓａｒｅｇｉｖｅｎ（４）ＴｈｅｖａｒｉａｂＩｅｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｕｎｃｅｒｔａｉｎｓｉｎｇｕｌａｒｓｙｓｔｅｍｓｉＳｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ａｖａｒｉａｂｌｅｃｏｎｔｒｏｌ１ａｗｉＳｄｅｒｉｖｅｄｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｍａｔｒｉｃｅｓｍｅｅｔｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｇＣＯｎｄｉｔｉｏｎＳ．ＫｅｙｗｏｒｄＳ：ｕｎｃｅｒｔａｉｎｓｉｎｇｕｌａｒｓｙｓｔｅｍ，ｒｏｂｕｓｔＣＯｎｔｒｏｌｌａｂｉｌｉｔｙａｎｄｏｂｓｅｖｅｒｂｉｌｉｔｙ，ｒｏｂｕｓｔｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｒｏｂｕｓｔＣＯｎｔｒｏｌ，ｖａｒｉａｂｌｅｃｏｎｔｒｏｌ一Ⅱ一硕士学位论文绪论１绪论１．１引言从５０年代末，６０年代初开始发展起来的现代控制论，主要是以状态空间模型对系统进行分析和综合为其方法特征。

基于观测器的离散广义分段仿射系统H∞控制

基于观测器的离散广义分段仿射系统H∞控制周振华;杨博媛;王茂【摘要】针对一类当前所处作用域未知的离散时间广义分段仿射系统,考虑其具有范数有界形式的时变参数不确定性,而且不能从测量输出获得的问题,研究此类系统基于观测器H∞控制器的设计方法.闭环系统反馈控制器设计从离散广义分段仿射Lyapunov判据出发,应用相关基本引理将控制器存在条件转化为包含参变量的线性矩阵不等式形式,并采用投影定理进一步降低系统保守性,使得基于观测器的闭环系统满足一定的鲁棒H∞性能指标.通过求解一组包含参变量的线性矩阵不等式组,得到保证此闭环系统具有鲁棒H∞性能指标的反馈控制器增益和基于输出的观测器增益,并完成了基于Matlab 7.0线性矩阵不等式工具箱的数值仿真.仿真结果表明基于定理1所提控制器设计方法得到的闭环系统干扰抑制度y =21.4254,且在系统矩阵取值不同的情况下,定理1较传统控制器设计方法具有更好的保守性.【期刊名称】《中国惯性技术学报》【年(卷),期】2018(026)003【总页数】10页(P411-420)【关键词】广义分段仿射系统;观测器;H∞控制;分段Lyapunov函数;线性矩阵不等式【作者】周振华;杨博媛;王茂【作者单位】常州轻工职业技术学院,常州213164;常州轻工职业技术学院,常州213164;哈尔滨工业大学空间控制与惯性技术研究中心,哈尔滨150000【正文语种】中文【中图分类】TP13一直以来，复杂控制系统鲁棒稳定性问题是广大学者研究的热点和难点，其中关于具有范数有界时变参数不确定性广义分段仿射系统的鲁棒性能问题的研究少有报道。

Barakat和Oliveira等人分别用混沌系统理论[1]以及线性可变参数Lyapunov函数法[2]对仿射系统进行研究，邱建彬等人首次讨论分段仿射系统线性矩阵不等式方法下闭环系统的稳定性问题[3]，但基于观测器广义分段仿射系统鲁棒控制问题的研究确少有报道。

控制系统设计与优化中的鲁棒观测器设计

控制系统设计与优化中的鲁棒观测器设计鲁棒观测器在控制系统设计与优化中扮演着重要角色。

它能够提供对系统内部不可测量变量的可靠估计，从而实现对系统更精确的控制。

本文将介绍鲁棒观测器的原理、设计方法以及优化策略。

一、鲁棒观测器原理鲁棒观测器的基本原理是通过观测系统状态变量的输出，结合系统模型和观测器输出的误差信息来进行状态估计。

观测器利用系统模型和测量输出来预测系统状态，并通过比较估计值和实际输出值的误差进行修正，以提高估计的准确性。

鲁棒观测器的特点在于能够在系统参数和测量误差不确定的情况下，保持较好的鲁棒性能。

二、鲁棒观测器设计方法鲁棒观测器的设计方法有多种，例如H∞设计、滑模观测器等。

H∞设计是一种常用的方法，它通过最小化系统状态估计误差的H∞范数来设计观测器参数。

这种设计方法能够在系统参数和测量误差有界的情况下，保证系统鲁棒稳定性。

而滑模观测器则利用滑模变量来实现状态估计，通过设计合适的滑模函数和控制律来实现系统的滑模状态。

三、鲁棒观测器的优化策略鲁棒观测器的优化策略包括观测器增益的选择和鲁棒性能的评估。

选择观测器增益时，需要考虑系统的稳定性和鲁棒性能之间的平衡。

通常可以利用线性矩阵不等式（LMI）来求解最优的观测器增益。

鲁棒性能评估一般通过频域分析或时域仿真来实现，常用的指标包括系统的输出误差、稳定边界等。

四、鲁棒观测器在控制系统中的应用鲁棒观测器广泛应用于控制系统中，特别是在工业控制、机器人控制、航空航天等领域。

例如，在工业过程中，通过鲁棒观测器可以估计温度、压力等难以直接测量的状态变量，从而控制生产过程；在机器人控制中，鲁棒观测器可以估计机器人的位置和姿态，实现更准确、稳定的控制；在航空航天领域，鲁棒观测器常用于飞行器的姿态估计和导航控制。

总结：鲁棒观测器在控制系统设计与优化中发挥着重要作用。

通过观测器的设计和优化，可以实现对系统内部不可测量变量的估计，并提高系统的控制性能和鲁棒性能。

不仅在工业控制、机器人控制、航空航天等领域得到广泛应用，鲁棒观测器的研究和设计也在持续发展中。

马尔可夫跳变系统的奇异自适应滑模控制

马尔可夫跳变系统的奇异自适应滑模控制
张秦诚;魏云亮;任帅帅
【期刊名称】《曲阜师范大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(50)1
【摘要】该文采用奇异系统方法研究了转移速率部分已知的、具有匹配非线性和匹配外部扰动的连续时间马尔可夫跳变系统的自适应积分滑模控制问题.首先,按照奇异系统方法设计积分型滑模面,进而结合原系统及滑模动力学可得奇异马尔可夫跳变系统;其次,以线性矩阵不等式的形式给出了保证所得奇异马尔可夫跳变系统随机容许性的充分条件;紧接着在这一条件下,结合自适应控制来保证状态轨迹对积分滑模面的可达性;最后通过仿真案例验证了所得结果的有效性.
【总页数】11页(P16-25)
【作者】张秦诚;魏云亮;任帅帅
【作者单位】曲阜师范大学数学科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】O29
【相关文献】
1.时滞非线性T-S模糊马尔科夫跳变系统的滑模控制
2.基于观测器的马尔科夫跳变系统的滑模控制问题
3.一类中立型奇异马尔科夫跳变系统的状态反馈控制器问题研究
4.广义马尔科夫跳变系统的滑模控制
5.有限时间区间内马尔可夫跳变系统的异步滑模控制
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基于鲁棒H∞观测器的永磁同步电机转速估计方法

基于鲁棒H∞观测器的永磁同步电机转速估计方法
朱群;尹忠刚;钟彦儒
【期刊名称】《电力电子技术》
【年(卷),期】2015(049)005
【摘要】提出了一种基于鲁棒H∞观测器的永磁同步电机(PMSM)转速估计方法,建立了PMSM调速系统的非线性数学模型,以交轴电流ia作为输入信号,设计了状态反馈控制器,通过求解Riccati方程得到观测器的反馈控制律,确保鲁棒H∞观测器保持对目标实际状态的良好跟踪.将该算法在PMSM无速度传感器矢量控制系统中进行验证,仿真及实验结果表明,所提方法能够实现估计转速在全转速范围内良好地跟踪实际转速,在系统状态突变或负载扰动时,扰动抑制效果良好,并且对电机参数的变化具有较强的鲁棒性.
【总页数】5页(P31-34,41)
【作者】朱群;尹忠刚;钟彦儒
【作者单位】西安理工大学,自动化学院,陕西西安710048;西安理工大学,自动化学院,陕西西安710048;西安理工大学,自动化学院,陕西西安710048
【正文语种】中文
【中图分类】TM351
【相关文献】
1.基于通用扩张状态观测器的鲁棒飞行控制方法 [J], 张银辉;杨华波;江振宇;张为华
2.基于干扰观测器的鲁棒高精度转速估计方法 [J], 刘强
3.基于广义未知输入观测器的鲁棒故障估计方法 [J], 邓露;文传博;张素君
4.基于增强型扰动观测器的五相永磁同步电机鲁棒电流控制策略 [J], 熊聪; 许海平; 关涛; 周鹏
5.基于H_∞鲁棒SUKF算法的永磁同步电机转速观测器设计 [J], 赵彬;郭孔辉;许男;杨一洋
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基于状态观测器的不确定性线性系统鲁棒控制研究的开题报告

基于状态观测器的不确定性线性系统鲁棒控制研究的开题报告一、研究背景及意义线性控制是控制领域的核心技术之一。

然而实际工程系统往往存在各种形式的不确定性，例如机械性能波动、外部干扰、传感器误差等等。

这些不确定性会影响系统的性能和稳定性，因此需要开发鲁棒控制方法来确保系统的稳定性和一定的性能表现。

基于状态观测器的不确定性线性系统鲁棒控制是一种常用的鲁棒控制方法。

它通过利用状态观测器，使得控制器不需要完全知道系统的状态就能够稳定地控制系统。

在实际应用中，状态观测器中的观测误差、外部扰动等因素会对控制结果产生影响，进而影响系统性能和稳定性。

因此，如何利用状态观测器中的信息，克服这些不确定性对控制结果产生的影响，是探索基于状态观测器的不确定性线性系统鲁棒控制的关键问题。

二、研究内容与计划本研究旨在研究基于状态观测器的不确定性线性系统鲁棒控制方法，重点探讨状态观测器中的不确定性如何影响系统稳定性、性能和鲁棒性，并提出相应的解决方案。

具体研究内容包括：1.基于状态观测器的不确定性线性系统建模和分析。

2.研究状态观测器中的不确定性对系统性能和稳定性的影响，并提出相应的鲁棒控制方法。

3.探讨与分析状态观测器中误差稳定性的问题，提出改善方法。

4.在MATLAB/Simulink建立实验模型，进行仿真实验。

计划进度：第一阶段：研究基本理论及模型，分析不确定性的影响。

计划时间：1个月。

第二阶段：设计鲁棒控制方法以及相应的稳定性分析方法，并进行仿真实验。

计划时间：2个月。

第三阶段：进一步优化和改进，考虑控制器实现的问题，并结合实际应用进行验证。

计划时间：3个月。

三、预期成果本研究的主要成果是：1.对基于状态观测器的不确定性线性系统鲁棒控制的理论和方法进行深入研究，分析不确定性的影响。

2.设计鲁棒控制方法以及相应的稳定性分析方法。

3.在MATLAB/Simulink建立仿真实验模型，验证理论和方法的有效性。

4.提出改进的思路和方法，为控制领域的应用提供参考。