线性不确定离散系统的鲁棒H∞控制器设计

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m nm z A + 2 ii i e 1 A 一 () 6
StL( , 2 , , , , )< ( ) .. AIA , , 1G1 0 7
式 中 ∈R 系统 状态 ; ∈R 为 为控 制输 入 ; w ∈R 为 属于 f[ , ) 0 ∞ 的外部 干扰 ; 为测 量 Y∈ 输 出 ; 为受 控 输 出 ; , D, , , f Z ∈R A, C, 曰i D G ,
易于求 解.
1 问题 描 述
考 虑如 下一类 不 确定线 性离 散时 间 系统
X + :( +G1 El X ^1 A Mk 1 +( + ) B1
』=( G 2 E2 +( + l D +G N ) Dl - w 1 Z )
【 () 1 G E2) 2 2
此 时 ,容许 不 确定 性 的界 和 0 t 由下 式 给 可

f M ̄ J M; ≤
【 Ⅳ , Ⅳ ≤

注 : 形 有 界 方 法 常 被 用 来 研 究 量 化 反 馈 控 扇 制 』 其中量化 误差 中所含不确定性参数满足 ,
式() 2.
证明 : 系统 ( ) 改写 为如 下形式 5可
有界 不 确定 性 和 Lpc i 非 线性 扰 动 的离 散 时 间 isht z
收 稿 日期 : 0 1 O一 1 2 1 —1 2 基金项 目: 国家 自然科学基金资助项 目(0 7 0 1 6 0 4 2 ; 68 4 2 , 10 07) 江苏省 自然科学基金资助项 目( K 0 0 7 ) 江苏省高校 自然科学基金 B 2 12 5 ;
Ke r s:d s r t —i y tms o u tH c nto ;ln a ti n q aiy a p o c y wo d ic ee tme s se ;r b s o r l i e rma rx i e u lt p r a h;u c ran is n e ti te
Vo . No. 125 6
De . 01 c2 1
线 性不 确 定 离 散 系统 的 鲁棒 日∞控 制器 设 计
张振 娟 ,范蓉 蓉
(. 1 南通 大学 电子信 息学 院 , 江苏 南通 2 6 1 ) 20 9 (. 2 南通 大学 电气工程学 院 , 江苏 南通 2 6 1 ) 20 9 摘 要: 研究了一类 具有范数 有界非线性不确定性 的线性离散时 间系统 的鲁棒 日 控制 问题 .目的是设计输 出反馈控制器
= +曰- G ・ △

本文 的 目的是通 过 凸优 化方 法 , 出系 统 ( ) 给 1 鲁棒 输 出反 馈 控制 器 的设 计 , 估 计 闭环 系 统 并
Z =Dx +D 1 +G2 ^ W △2
( 0 1)
式 中 , =Mk E1 +E1 , 2 A1 ( 1 X 2 ) A =N E2 + W ( l X
第2 5卷第 6期
21年 1 01 2月
江苏 科技 大学学 报 ( 自然科 学版 )
Ju a o aguU iesyo c neadTc nl y N tr c neE io ) or l f i s nvrt f i c n eh o g ( a a Si c dt n n Jn i S e o ul e i
的H 动态输 出反 馈镇 定 问题.文 献 [ ] 2 利用 线 性 矩阵不 等式 方法 研究 了具 有 凸 多面 体 时 变不 确 定 性 的线 性 离 散 时 间 系统 的 日 静 态 输 出反 馈 镇 定 问题 .文献 [ ] 用 辅 助 松 弛 变 量 和 Fnl 引 理 3利 is r e 进一 步 研 究 了线性 时不 变 离 散 时 间 系 统 的 日 动 态输 出反馈 镇定 问题 .文献 [ ] 究 了一 类含 范数 4研
系统 的 鲁棒 日 观 测 器 设 计 和静 态 输 出反 馈 镇 定
问题 .
众所 周知 ,找 到保 证 系统 鲁 棒 性 的不 确 定 性 或扰 动 的可容 许界 是 鲁 棒 控制 中 的一 个 重要 而 实
际的问题 J 文献[ ] . 4 利用凸优化方法求得系统
所允 许 的最 大 的 Lpci isht z常数 .本 文 研 究 一 类 具 有 范数有 界不 确定 性 的多 输 入多 输 出线 性 离散 系 统 的鲁棒 控制 问题 , 立 确定 可 容 许 不 确定 性 建 的界 的新 算法 ,同时 基 于 凸优 化方 法 给 出输 出反 馈 控制 器 的设 计 .本 文 所 提 出的 方 法具 有 如 下 的 特 点 : 容许 不确定 性 的界 和输 出反 馈 控 制器 同 ① 时得 到 ; 同时考 虑静 态 输 出反 馈控 制 和 动态 输 ②
鲁 棒性 是控 制 系统 设 计 的 一 个 重要 要 求 .近 年来 , 于离散 时 间系统 的鲁棒 稳定 性 、 棒镇 定 关 鲁 以及鲁 棒状态 估 计 问题 研 究受 到 了许 多学 者 的关 注[ ] 中 , 1 .其 文献 [ ] 1 利用 辅 助 松弛 变 量 和线 性
矩 阵不 等式方 法研 究 了线 性 时不 变 离 散 时 间系 统
( 5 )
Gl E1 ^ E 1 X +( + D 2 2) D1 G Ⅳ 2 +( + Ⅳ 2) 2 E2) D2 G2 E 3 U
Y =Cx
若如下关于矩 阵 , 正数 , 和 A 的凸优化 问 A : 题 是可解 的
Ro bus 。 c nt ol r de i n f r ln a nc ra n dic e e tm e s t m s tH 。 o r le sg o i e r u e t i s r t —i yse
Z a gZ eja F nR n rn h n h nu n , a o go g
第 6期
张振娟 , : 性不确 定 离散 系统 的鲁棒 H 控 制 器设计 等 线 下 面给 出本节 的主要 结果 . 定理 l 考 虑 U ;O时 的系统 ( ) 1 ,即
f 1 A + M, 1) 1 X + =( G1 E 1X +( +
53 8
出反馈控制两种情形 ; 所得的基于 L I ③ M 的算 法
资助项 目(0 J 100 ) 1 K B 20 3 ;江苏省高校 “ 青蓝工程” 资助项 目. 作者简介 :张振娟 (9 5 ) 女 , 16 一 , 江苏南通人 , 副教授 , 研究方 向为非线性信号处理 . - alzag z t.d .B E m i hn .j u eu C : @n
( . colo Eet n s n nom tn atn nvrt,N nogJ ns 2 09, hn ) 1 Sho f lcr i dIf ai ,N nogU i sy at i gu2 6 1 C ia oca r o ei n a
( . col f lc ia E gneig N nogU i r t N nogJ ns 20 9, hn ) 2 Sho o etcl nier , atn nv s y, a t i gu2 6 1 C ia E r n ei n a
式中 , = = AX,


) () 8
( E D
则 系统 ( ) 鲁 棒 渐 近 稳 定 的且 扰 动 衰减 水 平 为 5是

E i =l2 为已知的具有适当维数的实常数矩 ( , ,)
阵.不失 一般 性 , 设 rn ( 假 ak C)= ;且 存 在 正 常 P 数O L O 使 得不确 定性 参数 Mk Ⅳ 满 足 和 t 和
Ab t a t:Ro us sr c b tH c n r lp o l m s iv si ae o ls fu c ran l a ic e e t y t ms wi o to r b e i n e tg td fr a c a s o n e ti i r d s r t -i ne me s se t h n r bo n d n n i e ru c ran i s o m— u de o ln a n e t ite .Th i i o d sg u p tfe b c o tol r n o e tma e b un so e am st e in o t u e d a k c n r l sa d t si t o d f e u c ran is s h t a e u t g co e —o p s se i o u t t b e wih t e pr s rb d H p roma c e e . n e i te uc h tr s li l s d lo y tm s r b sl sa l t h e c i e t n y e fr n e lv 1 Fis ,t e rbu tH p roma c runo c d s se i n l z d b sn ua r tc Ly p n v f n to t o rt h o s e r n e f f r e y t m sa ay e y u i g q d ai a u o u ci n meh d. f o Th n,b a s o i e rmarx i e u lt e h i u e y me n fln a ti n q aiy tc n q e,a p r a h i e eo d t n h oe a l n e ti t n a p o c sd v lpe o f d t e t lr b e u c ra n y i b u d rt e r b s o n s f h o u tH p ro ma c n o r s n i g sa i n y a c o t u e d c o r le ssmu — o e r n e a d c re po d n ttc a d d n mi u p tf e ba k c ntolr i ha f
鲁棒稳定 的容许不确定性的界.具体来讲 , 对一