检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：刘寅林哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

控制系统的时滞现象和外界的不确定扰动一直是影响系统稳定性和系统性能的重要因素,在对控制系统进行分析与设计时不得不考虑这些因素。在设计控制器时需要保证有一定的鲁棒性抵抗外界的不确定扰动;对于时滞系统进行研究时,在保证系统... 详细信息

控制系统的时滞现象和外界的不确定扰动一直是影响系统稳定性和系统性能的重要因素,在对控制系统进行分析与设计时不得不考虑这些因素。在设计控制器时需要保证有一定的鲁棒性抵抗外界的不确定扰动;对于时滞系统进行研究时,在保证系统内稳定的基础上,设计控制器时要尽可能的使系统具有较小的保守性。对本文研究的主要内容就是根据处理时滞系统的经典理论方法,在此基础上结合最新成果研究时滞不确定系统的稳定性以及H∞鲁棒控制器,并结合二级倒立摆模型分析设计基于线性矩阵不等式（LMI）算法的H∞鲁棒控制器,进一步验证其合理性。本文是基于二级倒立摆时滞不确定系统为模型进行H∞鲁棒稳定性分析,首先对倒立摆系统利用拉格朗日方程法进行数学建模,并在平衡状态处进行线性化处理,得到含有不确定扰动的状态空间描述,以此为基础,根据所研究的时滞稳定性处理方法进行控制器设计。在时滞不确定系统处理方法的研究过程中,对于采用经典自由权矩阵方法处理二次积分项进行了改进,通过讨论时滞标称系统稳定性提出LMI形式的时滞标称系统稳定性条件。在处理二次积分项时,结合系统方程构建Lyapunov-Krasovskii泛函,得出关于时滞不确定系统的时滞相关有界实（BRL）条件,在此基础上建立状态反馈作用,使得系统能够获得给定的H∞扰动抑制条件;再讨论线性时变时滞不确定系统的时滞相关H∞控制设计问题,详细的讨论了Lyapunov-Krasovskii泛函构造和定界不等式的选取对结论保守性的影响,然后构造合适的泛函,根据时滞相关的有界实,研究H∞控制器设计问题。并通过数值计算和奇异值分析,验证所得结论的合理性。然后基于倒立摆模型从输入时滞以及状态时滞两方面进行仿真设计,验证基于LMI算法的H∞鲁棒控制器的合理性。本文通过基于所研究的稳定性理论结合LMI算法所设计的H∞控制器和基于LQR所设计的控制器相比较,对于系统存在时滞不确定情况时,基于LMI算法的控制器对于系统的稳定效果更好,达到稳定的时间更短,对于时滞所允许的范围也更大。除此之外,本文在由BRL条件推广到设计H∞控制器时,对于出现的非线性项,讨论了几种解决方法,并详细的叙述了本文中所使用得迭代算法求解的原理和过程。

关键词：时滞不确定系统稳定性线性矩阵不等式(LMI) H_∞控制 Lyapunov-Krasovskii泛函

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不确定系统的非合作微分博弈理论及在管理的应用

不确定系统的非合作微分博弈理论及在管理的应用

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作者：张欣广东工业大学

学位级别：博士

不确定微分博弈是研究博弈参与人在其控制策略和状态共同由一个不确定Liu过程驱动的微分方程描述的动态系统约束下,如何实现各自最优目标的博弈理论。本学位论文主要研究三类不同的不确定动态系统下的微分博弈理论,并且主要研究零和博... 详细信息

不确定微分博弈是研究博弈参与人在其控制策略和状态共同由一个不确定Liu过程驱动的微分方程描述的动态系统约束下,如何实现各自最优目标的博弈理论。本学位论文主要研究三类不同的不确定动态系统下的微分博弈理论,并且主要研究零和博弈的鞍点均衡、非零和博弈的Nash均衡和主从博弈的Stackelberg均衡问题。研究方法主要是利用不确定最优控制的极大值原理和不确定微分博弈理论中常用的配方法和构造法。论文首先研究由典范Liu过程驱动的三类不确定动态系统的非合作微分博弈的鞍点均衡、Nash均衡和Stackelberg均衡问题,着重研究博弈均衡策略存在的充分必要条件以及均衡策略的显式解和数值求解方法。其次,利用数值例子验证和演示各种均衡策略求解方法的有效性。最后,将所得结果应用于企业R&D投入协同创新管理问题,及最优积累问题和企业投资决策问题。具体研究结果如下:(i)首先,研究了由典范Liu过程驱动的仿线性不确定微分系统的最优控制问题,得到了最优控制解存在的充分必要条件及其最优控制的显式表达式。其次,研究了仿线性不确定微分系统的鞍点均衡问题和Nash均衡问题,探讨了两类均衡问题存在的充分必要条件以及均衡策略的显式表达式。结果表明,均衡策略都依赖于一个关键的Riccati方程的解。有限时间情形下,该关键的Riccati方程为一组耦合的Riccati方程和倒向微分方程;而定常系统无限时间情形的均衡策略依赖于状态以及耦合的代数Riccati方程和倒向微分方程的解。(ii)针对由典范Liu过程驱动的不确定线性系统以及博弈性能指标为二次型的Stackeberg博弈均衡问题,研究了其最大值原理,得到了该博弈的Stackeberg均衡解存在性条件,并将所得结论应用于企业R&D投入协同创新管理问题,给出了企业最优的R&D投入策略、补贴比例和双方的最优利益。(iii)研究了不确定线性时滞系统的微分博弈鞍点均衡问题和Nash均衡问题。首先探讨了控制输入含时滞的不确定线性时滞系统的鞍点均衡问题和Nash均衡问题,利用最优性原理和配方法,分别得到有限时间情形下鞍点均衡策略和Nash均衡策略的存在性条件是对应的耦合Riccati微分方程存在解,并给出数值例子验证和演示两种均衡策略的求解方法。其次,研究了系统状态含时滞的不确定线性时滞系统的鞍点均衡问题和Nash均衡问题,利用最优性原理和配方法,分别得到有限时间情形下鞍点均衡策略和Nash均衡策略的存在性以及策略设计所依赖的耦合Riccati微分方程的形式,也给出数值例子验证和演示两种求解均衡策略方法的有效性,并且讨论了其在资本积累中的应用。(iv)研究了带跳的不确定线性系统的问题鞍点均衡问题和Nash均衡问题,利用极大值原理和配方法,分别得到有限时间情形下鞍点均衡策略和Nash均衡策略的存在性以及策略设计所依赖的耦合Riccati微分方程的形式,并给出数值例子验证和演示两种均衡策略求解方法的有效性,并且讨论了其在企业投资决策中的应用。

关键词：典范Liu过程不确定微分博弈仿线性不确定系统时滞不确定系统带跳的不确定系统鞍点均衡 Nash均衡 Stackelberg均衡 R&D投入

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时滞不确定系统的鲁棒容错控制

时滞不确定系统的鲁棒容错控制

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作者：赵德功燕山大学

学位级别：硕士

现代控制系统正朝着大规模、复杂化的方向发展，这类系统一旦发生事故就有可能造成人员和财产的巨大损失，因此，人们迫切需要提高现代复杂系统的可靠性与安全性，容错控制的方法则为提高复杂系统的可靠性开辟了一条新的途径。时滞和不... 详细信息

现代控制系统正朝着大规模、复杂化的方向发展，这类系统一旦发生事故就有可能造成人员和财产的巨大损失，因此，人们迫切需要提高现代复杂系统的可靠性与安全性，容错控制的方法则为提高复杂系统的可靠性开辟了一条新的途径。时滞和不确定性是影响容错系统性能的最常见因素。由此，关于时滞不确定系统的鲁棒容错控制研究具有重要的理论意义和应用价值。论文通过构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函，应用模型转换、线性矩阵不等式和积分不等式的方法，研究了时滞不确定系统的容错控制问题，给出了故障系统稳定的完整性条件及容错控制器的设计方法。论文的主要内容如下：首先，对不确定离散时滞系统的鲁棒容错控制问题进行了探讨，给出了使闭环系统仍能保持渐近稳定的充分条件和鲁棒容错控制器的设计方法。其次，针对非脆弱控制器的加法与乘法不确定性两种形式，讨论时变多时滞广义系统的时滞相关非脆弱鲁棒H∞容错控制问题，给出闭环系统内部稳定的充分条件和非脆弱鲁棒容错控制器的设计方法。然后，研究了一类不确定广义混合时滞Markov跳变系统的H∞鲁棒容错控制问题，基于Lyapunov稳定性理论，利用积分不等式和线性矩阵不等式(LMI)的处理方法，分别提出了执行器和传感器故障下的具有H∞范数界γ的鲁棒容错控制器的存在条件和设计方法。最后，研究了一类线性不确定时滞Markov跳变系统的H∞鲁棒容错控制问题，针对执行器故障，通过对重构的观测器系统的分析，提出了使得系统随机稳定且满足一定输入输出H∞增益的模态依赖的容错控制器存在条件。给出了基于观测器的鲁棒H∞容错控制器的设计方法，并将其描述为一个优化问题。

关键词：时滞不确定系统鲁棒完整性鲁棒容错控制执行器故障传感器故障线性矩阵不等式(LMI)

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考虑时滞、随机干扰的有源电力滤波器鲁棒控制策略设计

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中国电机工程学报 2015年第24期35卷 6467-6474页

作者：马兴刘会金崔雪武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072

对内层控制采用PWM控制的有源电力滤波器(active power filter,APF),当检测部分采用2步预测修正时,在负载较重时能够取得较好效果,但在负载较轻时APF的补偿效果较差。该文对其产生机理进行分析,指出APF系统满足鲁棒稳定性与满足干扰抑... 详细信息

对内层控制采用PWM控制的有源电力滤波器(active power filter,APF),当检测部分采用2步预测修正时,在负载较重时能够取得较好效果,但在负载较轻时APF的补偿效果较差。该文对其产生机理进行分析,指出APF系统满足鲁棒稳定性与满足干扰抑制性能对控制增益的要求是矛盾的,在负载较轻时要想取得较好的控制效果往往需要较大的控制增益,使矛盾更加凸显。为进一步提高APF的补偿效果特别是轻载下时,提出嵌入预测控制,将APF系统化成无时滞的系统,从而扩大了满足系统鲁棒稳定性的控制增益的取值范围。在此基础上,考虑实际中传感器可能受到的噪声的影响,采用鲁棒H2/H∞混合控制的方法设计控制器增益使得系统在参数摄动、随机干扰、死区干扰等影响下依然能取得较好的效果。最后,通过仿真实验和物理实验证明了所做分析的正确性和所提方法的有效性。

关键词：有源电力滤波器时滞不确定系统随机干扰预测控制鲁棒H2/H∞控制

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基于观测器的发动机怠速控制

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计算机工程与应用 2014年第20期50卷 259-263页

作者：何吕君兰永红黄辉先湘潭大学信息工程学院湖南湘潭411105

针对发动机怠速控制系统时滞、不确定性等特点,提出一种基于状态观测的状态反馈控制方法。根据发动机力学原理建立发动机数学模型,并给出Luenberger型状态估计;基于Lyapunov泛函理论,给出闭环系统鲁棒渐近稳定的充分条件。进一步,运用... 详细信息

针对发动机怠速控制系统时滞、不确定性等特点,提出一种基于状态观测的状态反馈控制方法。根据发动机力学原理建立发动机数学模型,并给出Luenberger型状态估计;基于Lyapunov泛函理论,给出闭环系统鲁棒渐近稳定的充分条件。进一步,运用矩阵奇异值分解(SVD)和线性矩阵不等式(LMI)方法,获得观测-状态反馈控制器参数的求解方法。所得结果以LMI形式给出,可以方便地利用Matlab工具箱求解。通过数值仿真,表明该方法的有效性。

关键词：时滞不确定系统观测器反馈奇异值分解(SVD) 线性矩阵不等式

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时滞不确定系统的鲁棒控制研究

时滞不确定系统的鲁棒控制研究

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作者：陈东彦李冬梅邵琛刘伟华许立滨哈尔滨理工大学

对在生产实践中所提出的理论问题的研究与解决是基础理论研究的原动力之一。本研究成果主题是基础理论研究,主题面向于解决数学应用问题,形成有独立意义的应用基础理论研究成果。从技术的角度讲,本研究成果一是实现对实际系统中不确定... 详细信息

标准号: 1001131862

对在生产实践中所提出的理论问题的研究与解决是基础理论研究的原动力之一。本研究成果主题是基础理论研究,主题面向于解决数学应用问题,形成有独立意义的应用基础理论研究成果。从技术的角度讲,本研究成果一是实现对实际系统中不确定参数矩阵的新描述,使其更能体现实际问题中的不确定现象,给出新的系统模型;二是实现在新系统模型下研究其鲁棒稳定性的新的判别方法的突破。应该说,本成果在以上两个方面都有所突破,一是依据实际问题的物理背景给出不确定参数的新的描述方法——仿射结构不确定性,以及假设非线性不确定函数满足拟Lipschitz条件,这一条件放宽了对非线性不确定性的约束;二是利用Lyapunov函数和线性矩阵不等式方法等,获得了相应系统渐近稳定的充分条件和不确定参数鲁棒稳定界的计算公式。

关键词：时滞不确定系统鲁棒控制 Lyapunov方法

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时滞不确定系统的非脆弱状态反馈鲁棒控制

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黑龙江大学自然科学学报 2008年第3期25卷 291-296页

作者：陈东彦安军芳哈尔滨理工大学应用科学学院哈尔滨150080

研究带有非线性摄动的时滞系统的非脆弱状态反馈鲁棒控制问题。首先通过构造一个Lyapunov-Krasovskii泛函,利用积分不等式,并引入含有自由权矩阵的恒等式,表示出所给泛函沿系统的导数,再利用S-过程推导出系统时滞相关鲁棒稳定的充分条件... 详细信息

研究带有非线性摄动的时滞系统的非脆弱状态反馈鲁棒控制问题。首先通过构造一个Lyapunov-Krasovskii泛函,利用积分不等式,并引入含有自由权矩阵的恒等式,表示出所给泛函沿系统的导数,再利用S-过程推导出系统时滞相关鲁棒稳定的充分条件;然后利用线性矩阵不等式(LMI)技巧,并结合Schur补给出了系统非脆弱状态反馈控制器的设计方法。两个数值算例验证了所得结果的可行性与有效性。

关键词：时滞不确定系统非线性摄动时滞相关鲁棒稳定非脆弱状态反馈自由权矩阵

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一类时滞不确定系统的非脆弱保成本H∞控制

一类时滞不确定系统的非脆弱保成本H∞控制

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第19届中国过程控制会议

作者：赖永波严惠江苏信息职业技术学院机电工程系无锡 214061

针对一类复杂时滞不确定系统,设计了一种非脆弱保成本且具有H∞干扰抑制的控制器.通过构造的Lyapunov函数,利用线性矩阵不等式和Schur补性质,证明并给出了控制器的设计方法,采用该方法设计的控制器保证系统鲁棒稳定,满足成本上界约束条... 详细信息

针对一类复杂时滞不确定系统,设计了一种非脆弱保成本且具有H∞干扰抑制的控制器.通过构造的Lyapunov函数,利用线性矩阵不等式和Schur补性质,证明并给出了控制器的设计方法,采用该方法设计的控制器保证系统鲁棒稳定,满足成本上界约束条件和H∞范数指标,而且当控制器参数增益变化时,系统性能指标同样满足要求.数例表明,系统对参数变化和控制器增益摄动都具有鲁棒性。

关键词：时滞不确定系统非脆弱保成本控制 H∞控制线性矩阵不等式控制器增益

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系统控制理论及其在水下机器人系统中的应用研究

系统控制理论及其在水下机器人系统中的应用研究

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作者：李世巍哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

稳定性的问题,对于一个系统来说是十分重要的。若一个系统不能稳定,那么其他的一切性能,即便被设计的多么完美,都将是不切合实际的。因为在不稳定的系统中,其他性质是没有办法准确实现的。另外,在实际的工业生产等问题中,时滞的现象普... 详细信息

稳定性的问题,对于一个系统来说是十分重要的。若一个系统不能稳定,那么其他的一切性能,即便被设计的多么完美,都将是不切合实际的。因为在不稳定的系统中,其他性质是没有办法准确实现的。另外,在实际的工业生产等问题中,时滞的现象普遍存在。并且,时滞的因素是影响一个系统是否稳定的重要因素之一。所以在研究系统稳定性时,考虑到时滞的因素,是可以使得稳定性理论更加实用性,从而提高了稳定性理论的可靠性。本文主要研究了系统控制理论,并在水下机器人系统中进行了应用研究。通过前面两章对系统、稳定性理论、李亚普诺夫函数等多方面的知识的介绍。并给出了一些引理和相应的证明,为后面线性广义系统的鲁棒弹性保性能控制、非线性时滞系统的鲁棒弹性保性能控制以及在AUV中的应用研究的内容做了一个很好的铺垫。本文的核心内容为分别对一类存在不确定因素的线性广义系统和一类特殊的存在不确定因素的非线性广义时滞系统进行了稳定性的研究。提出了状态反馈控制器的设计方案。并且,利用微分方程平衡点的李亚普诺稳定性理论,得到了求解控制器的线性矩阵不等式(组),这样便于利用MATLAB的LMI工具箱对线性矩阵不等式(组)进行可行解的求解,最终得出求解满足条件的鲁棒弹性保性能控制器的具体方法和步骤。并分别在相对应的水下机器人运动系统中进行了仿真实验,仿真结果进一步验证了该控制器求解方法的可行性。本文结论可以拓展到最优控制问题中。利用高等概率等相关知识,可以很容易的将本文的结论与最优控制问题进行结合,得到最优的控制器。

关键词：时滞不确定系统鲁棒稳定水下机器人线性矩阵不等式弹性控制器

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自治系统渐近稳定性的判定和时滞不确定系统鲁棒控制

自治系统渐近稳定性的判定和时滞不确定系统鲁棒控制

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作者：孙卫东中国海洋大学

学位级别：硕士

本文研究了自治系统的渐近稳定性的判定和时滞不确定非线性系统的鲁棒控制.主要做了以下几方面的工作.一、对自治系统渐近稳定性理论和不确定系统鲁棒控制理论发展和现状进行综述,着重讨论了自治系统渐近稳定性理论,不确定系统鲁棒控制... 详细信息

本文研究了自治系统的渐近稳定性的判定和时滞不确定非线性系统的鲁棒控制.主要做了以下几方面的工作. 一、对自治系统渐近稳定性理论和不确定系统鲁棒控制理论发展和现状进行综述,着重讨论了自治系统渐近稳定性理论,不确定系统鲁棒控制理论,不确定时滞系统鲁棒控制的研究概况,模糊系统理论,线性不等式在不确定系统中的应用,最后介绍了论文的内容安排. 二、应用李雅普诺夫函数方法研究了自治系统的渐近稳定性,给出了该系统为渐近稳定的充要条件和两个新的充分条件.其充分条件在理论上比克拉索夫斯基-巴尔巴辛定理更一般,条件的验证比LaSalle不变性原理更方便.示例仿真说明了新充分条件的可行性. 三、讨论了一类具有时变控制滞后和多状态滞后的不确定非线性系统的模糊保性能状态反馈控制问题.采用具有时滞的不确定Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型对非线性系统进行建模,采用线性矩阵不等式方法,导出了保性能控制律的存在条件和参数化表示,进而通过求解一个线性矩阵不等式约束的凸优化问题,提出了最优化保性能控制律的设计方法.示例仿真表明了该方法的可行性. 四、讨论了一类具有控制和多状态时滞的不确定非线性系统的模糊H∞状态反馈控制问题.采用具有时滞的不确定Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型对非线性系统进行建模,提出了一套基于线性矩阵不等式的模糊鲁棒控制器的系统设计方法,给出了模糊H∞状态反馈控制器存在的充分条件,以保证闭环模糊系统渐近稳定并满足从干扰输入到控制输出的H∞范数界约束.示例仿真表明了该方法的可行性.

关键词：自治系统渐近稳定时滞不确定系统 H_∞控制保性能控制

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