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不确定模糊系统的H∞鲁棒动态输出反馈控制赵云【摘要】研究不确定T-S模糊系统的H∞鲁棒控制问题,选取全局动态输出反馈控制器,得到系统稳定的充分条件.在此基础上,为方便运用计算机进行求解,对矩阵进行非奇异分解,将条件转化为求解线性矩阵不等式的问题,并进一步通过变量之间的关系求得动态输出反馈控制器的待确定矩阵.选取了全局动态输出反馈控制器来研究不确定模糊系统的稳定性,并考虑了加入外界干扰后,系统满足H∞鲁棒控制性能.最后的数值算例说明方法的可行性与有效性.【期刊名称】《中国民航大学学报》【年(卷),期】2014(032)001【总页数】7页(P51-56,69)【关键词】不确定系统;动态输出反馈控制器;线性矩阵不等式;H∞性能指标【作者】赵云【作者单位】中国民航大学设备处,天津300300【正文语种】中文【中图分类】TP13在工业建模过程中，非线性、不确定性是普遍存在的现象。
T-S作为一种有效解决非线性问题稳定性的有效方法，自其提出以来，便取得了众多学者的关注。
在非线性系统稳定性方面的研究取得了巨大的成就。
对于模糊系统的稳定性研究主要为状态反馈和输出反馈的研究，然而，系统的状态反馈控制律的应用要求系统的状态可测，所以对于状态不可测的系统不适合运用状态反馈研究系统的稳定性。
如果用系统的输出反馈可以达到闭环系统的稳定性，则更适合运用输出反馈的控制方式。
目前的研究多为静态输出反馈控制，文献[1-3]均为系统的输出反馈控制。
动态输出反馈能够动态地把握系统的稳定性，增加系统稳定性的鲁棒性。
所以动态输出反馈控制的研究更具有实际意义。
文献[4]研究了一类不确定离散模糊的H∞鲁棒动态输出反馈控制；文献[5]则研究了分布时滞系统的输出动态反馈镇定问题，运用Lyapunov-Krasovskii泛函的构造和解析技巧，建立了与时滞相关的控制器存在性判据；文献[6]研究了不确定脉冲系统动态输出反馈H∞控制问题。
文献[5-6]均不是模糊系统，文献[4]是模糊离散系统且动态输出反馈控制器的设计有所局限。
不确定网络控制系统具有H_∞性能界的鲁棒控制
黄剑;关治洪;王仲东
【期刊名称】《控制与决策》
【年(卷),期】2005(20)9
【摘要】针对闭环网络控制系统,在考虑网络数据传输可能发生丢包的情况下,提出了一类不确定切换系统模型.为了量化网络数据丢失的影响,根据网络特点给出了网络传输数据丢包率的数学定义,进一步研究了此类切换系统在某种程度的数据丢包率影响下具有一定H∞性能界的鲁棒状态反馈控制问题.应用H∞鲁棒控制理论及线性矩阵不等式技术得到了全状态反馈控制器的设计方法,以一组线性矩阵不等式表示其主要结果.最后给出了一个具体的数值示例.
【总页数】5页(P1002-1005)
【关键词】网络控制系统;切换系统;鲁棒控制;H∞性能;线性矩阵不等式
【作者】黄剑;关治洪;王仲东
【作者单位】华中科技大学控制科学与工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TP13
【相关文献】
1.具有丢包的网络控制系统可靠保性能鲁棒控制 [J], 褚宏军
2.基于T-S模型的时变时滞丢包网络控制系统H_(∞)鲁棒控制 [J], 肖连军;张鸿恺
3.一类模糊不确定网络控制系统的H_∞保性能控制 [J], 伦淑娴;王申全
4.模糊不确定时滞网络控制系统的保性能H_∞控制 [J], 毛北行;张玉霞
5.一类具有范数有界的非线性不确定性时滞系统的鲁棒H_∞控制器设计 [J], 顾永如;程正群;李歧强;钱积新
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频域角度下的鲁棒控制器设计与鲁棒性分析鲁棒控制器设计与鲁棒性分析是自动控制领域中的重要研究课题之一。
在实际工程应用中，系统常常会受到不确定性、非线性以及外部干扰等多种影响，而鲁棒控制器设计旨在提高系统的稳定性和性能，并使其对这些影响具有一定的抵抗能力。
本文将从频域角度出发，介绍鲁棒控制器设计的基本原理和方法，并针对所设计的鲁棒控制器进行鲁棒性分析。
一、鲁棒控制器设计的基本原理和方法鲁棒控制器设计的目标是使系统具有鲁棒稳定性和性能，即能够保持系统的稳定性和满足一定的性能要求。
鲁棒控制器设计的基本步骤可以分为以下几个方面：1.系统建模：首先需要对待控制系统进行建模，包括系统的数学描述和参数估计。
常用的系统建模方法有传递函数模型、状态空间模型等。
2.鲁棒性分析：在设计鲁棒控制器之前，需要对系统的不确定性和干扰进行分析，以确定系统的不确定性边界。
常用的鲁棒性分析方法有离散化鲁棒性分析、频域鲁棒性分析等。
3.设计鲁棒控制器：在确定系统的不确定性边界后，可以采用鲁棒控制器的设计方法进行控制器的设计。
常用的鲁棒控制器设计方法有H∞控制、μ-合成控制等。
4.性能评价与优化：设计出鲁棒控制器后，需要对其进行性能评价和优化。
常用的性能评价指标包括稳定裕度、性能指标等。
二、鲁棒控制器的频域设计方法频域设计方法是一种常用的鲁棒控制器设计方法，其基本思想是通过频域分析来获取系统的频率特性，从而设计出具有鲁棒性能的控制器。
常用的频域设计方法包括基于Bode图的设计方法、基于Nyquist图的设计方法等。
1.基于Bode图的设计方法：Bode图是描述系统的频率特性的一种图形表示方法，通过绘制系统的幅频响应曲线和相频响应曲线，可以直观地了解系统的频率响应。
基于Bode图的设计方法通过在Bode图上设定一定的稳定裕度要求，设计出满足要求的控制器。
2.基于Nyquist图的设计方法：Nyquist图是描述系统的稳定性和相位裕度的一种图形表示方法，通过绘制系统的开环传递函数的极点和零点的轨迹，可以对系统的稳定性进行分析。
最优控制问题的鲁棒H∞控制最优控制问题是控制理论中的一个重要研究领域，其目标是设计最优的控制策略，使得系统在给定的性能指标下达到最佳的控制效果。
然而，在实际应用中，系统参数的不确定性以及外部干扰等因素往往会对控制系统产生严重影响，导致传统最优控制策略难以在这些不确定因素下取得令人满意的控制效果。
为了解决上述问题，鲁棒控制方法被引入到最优控制问题中。
鲁棒控制的主要思想是设计一个能够对系统参数不确定性和外部干扰具有抗扰能力的控制策略，以保证系统在面临这些不确定性因素时仍能保持良好的控制性能。
其中，H∞控制是鲁棒控制的一种重要方法。
H∞控制是一种基于H∞优化理论的控制方法，其目标是设计一个稳定的控制器，使得系统输出对于外部干扰和参数不确定性具有最大的衰减能力。
H∞控制方法能够针对不确定性系统进行鲁棒性分析，并在饱和脉冲干扰和噪声扰动等情况下仍能保持系统的稳定性和性能。
在具体的系统应用中，鲁棒H∞控制方法常常需要进行控制器的设计和参数调整。
控制器的设计一般采用线性矩阵不等式(LMI)方法，在满足一定约束条件的前提下求解最优的控制器参数。
参数调整则可以采用各种数学优化算法，如内点法、遗传算法等，以达到使系统的H∞控制性能最优化的目标。
鲁棒H∞控制方法在许多领域中得到了广泛应用。
例如，在机器人控制、飞行器控制、电力系统控制等领域中，鲁棒H∞控制方法能够有效地抑制参数不确定性和外部干扰，提高系统的鲁棒性和控制性能。
此外，鲁棒H∞控制方法还能够应用于网络控制系统、混合控制系统等复杂系统中，具有广泛的应用前景。
总之，最优控制问题的鲁棒H∞控制方法在解决系统参数不确定性和外部干扰等问题时具有重要的研究意义和实际应用价值。
通过设计稳定的控制器并考虑系统的鲁棒性，能够有效提高控制系统的性能和稳定性，为实际工程应用提供了可靠的控制方案。
最优控制问题的鲁棒H∞控制设计最优控制理论在工程系统控制中具有重要的应用价值。
然而，传统的最优控制方法在系统模型存在不确定性或外部干扰的情况下可能无法有效应对。
为了克服这一问题，鲁棒控制方法被引入到最优控制中，并且在实际应用中取得了显著的成果。
本文将探讨最优控制问题的鲁棒H∞控制设计方法及其应用领域。
一、鲁棒控制概述鲁棒控制是一种针对不确定性或外部干扰具有克服能力的控制方法。
其目标是在不确定性环境中实现系统稳定性和性能要求。
最常见的鲁棒控制方法之一是H∞控制，该方法通过优化问题来设计控制器，以抑制系统中不确定性的影响。
二、最优控制问题最优控制问题旨在通过选择最佳控制策略来实现系统的最优性能。
在没有不确定性时，可以使用动态规划、变分法等方法求解最优控制问题。
然而，在实际应用中，系统往往存在参数不确定性或外部干扰，导致最优控制问题变得更加复杂。
因此，需要引入鲁棒控制方法来解决这些问题。
三、鲁棒H∞控制设计方法鲁棒H∞控制方法是一种常用的鲁棒控制方法，其基本思想是在保证系统稳定性的前提下，优化系统对外部干扰的抑制能力。
鲁棒H∞控制设计问题可以被描述为一个优化问题，目标是最大化系统的H∞性能指标，并且确保控制器对系统模型不确定性具有鲁棒性。
为了实现鲁棒H∞控制设计，可以采用两种常用的方法：线性矩阵不等式（LMI）方法和基于频域分析的方法。
LMI方法通过求解一组线性矩阵不等式来得到控制器参数，从而实现系统的鲁棒H∞控制设计。
基于频域分析的方法则通过频域特性分析来设计控制器，以实现系统对不确定性的鲁棒性。
四、鲁棒H∞控制设计的应用领域鲁棒H∞控制设计方法在工程领域有广泛的应用。
它可以应用于飞行器姿态控制、机器人控制、智能电网控制等多个领域。
以飞行器姿态控制为例，鲁棒H∞控制设计可以有效提高飞行器对外部干扰的鲁棒性，并且保证姿态跟踪性能。
在机器人控制领域，鲁棒H∞控制设计可以提高机器人对环境不确定性的抑制能力，以实现精确的轨迹跟踪。
