魯棒H∞控制理論與應(yīng)用

內(nèi)容概要

《魯棒H∞控制理論與應(yīng)用》編著者孫平。
《魯棒H∞控制理論與應(yīng)用》內(nèi)容提要：本書著重討論了被控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性問題。介紹了魯棒H∞控制的基本原理，研究了不確定系統(tǒng)、隨機系統(tǒng)、混沌系統(tǒng)的魯棒H∞控制及魯棒非脆弱H∞控制問題，給出了系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件及求解控制器的線性矩陣不等式設(shè)計方法；針對TCP動態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，研究了狀態(tài)反饋、輸出反饋、非線性控制器的設(shè)計方法，解決了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的隊列長度問題。本書提出了若干新的理論和方法，為魯棒H∞控制理論和應(yīng)用的發(fā)展提供了途徑。
本書主要供從事魯棒控制研究的科研人員參考．也可作為高等學校相關(guān)專業(yè)研究生的參考書。

作者簡介

孫平，女，博士，沈陽工業(yè)大學副教授，碩士生導(dǎo)師。2006年畢業(yè)于東北大學導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制專業(yè)，同年到沈陽工業(yè)大學工作至今。主要研究方向為魯棒控制、魯棒濾波。2008年主持遼寧省博士啟動基金項目1項，遼寧省教育廳基金項目1項，參與國家自然科學基金和省市多項課題的研究。在國際期刊《Journal of Dvnamlcs of conllnuous，Dlscrete and Impulsive Systems》、《控制理論與應(yīng)用》、《控制與決策》、《系統(tǒng)工程學報》等重要期刊及國際學術(shù)會議上發(fā)表論文20余篇，2007年被評為沈陽工業(yè)大學青年學術(shù)骨干教師。

書籍目錄

第1章 緒論  
    1.1 不確定系統(tǒng)魯棒H∞控制的發(fā)展概況   
    1.2 不確定系統(tǒng)魯棒H～控制的研究概況   
    1.3 不確定系統(tǒng)魯棒H∞控制的數(shù)學基礎(chǔ)  
    1.4 本書的主要工作            
    參考文獻                  
第2章 不確定系統(tǒng)的魯棒日∞控制
    2.1 系統(tǒng)描述               
    2.2 魯棒H∞控制性能分析及控制器的設(shè)計  
    2.3 基于觀測器的魯棒H∞控制器的設(shè)計   
    2.4 時延不確定系統(tǒng)魯棒H∞控制器的設(shè)計  
    2.5 數(shù)值算例               
    2.6 本章小結(jié)               
    參考文獻                 
第3章 不確定系統(tǒng)的魯棒非脆弱H∞控制
    3.1 不確定系統(tǒng)的描述        
    3.2 狀態(tài)反饋魯棒非脆弱H∞控制器的設(shè)計 
    3.3 動態(tài)輸出反饋魯棒非脆弱H∞控制器的設(shè)
    3.4 數(shù)值算例              
    3.5 本章小結(jié)                
    參考文獻                  
第4章 隨機不確定系統(tǒng)的魯棒非脆弱H∞控制
    4.1 隨機不確定系統(tǒng)的描述       
    4.2 魯棒非脆弱H∞控制器的設(shè)計    
    4.3 數(shù)值算例
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第5章 多時滯混沌系統(tǒng)的魯棒非脆弱H∞容錯同步控制
    5.1 問題描述
    5.2 魯棒非脆弱H∞控制器的設(shè)計
    5.3 魯棒非脆弱H∞容錯控制器的設(shè)計
    5.4 仿真算例
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第6章 時延網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的狀態(tài)反饋魯棒H∞控制
    6.1 AQM的研究現(xiàn)狀
    6.2 TCP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型
    6.3 魯棒H∞控制器的設(shè)計和性能分析
    6.4 仿真算例
    6.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第7章 時延網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的動態(tài)輸出反饋魯棒H∞控制
    7.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型
    7.2 魯棒H∞控制器的設(shè)計和性能分析
    7.3 仿真算例?
    7.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第8章 非線性TCP動態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的魯棒H∞控制
    8.1 非線性TCP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型的建立
    8.2 非線性系統(tǒng)魯棒H∞控制器的設(shè)計
    8.3 延時網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型的建立
    8.4 非線性延時系統(tǒng)魯棒H∞控制器的設(shè)計
    8.5 仿真算例
    8.6 本章小結(jié)
參考文獻
第9章 非線性TCP動態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自適應(yīng)魯棒H?？刂?br />    9.1 TCP動態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型的建立
    9.2 非線性自適應(yīng)魯棒H∞控制器的設(shè)計
    9.3 仿真算例
    9.4 本章小結(jié)
    參考文獻
結(jié)論和建議

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   在過去的20年里，H∞控制理論和應(yīng)用取得了令人矚目的成果，特別是魯棒H∞控制器的設(shè)計，它可以保證存在有界的參數(shù)不確定性或未建模動態(tài)時，閉環(huán)系統(tǒng)仍能穩(wěn)定并滿足一定的H∞性能指標。然而魯棒控制器的實現(xiàn)效果還依賴于控制器的精確實現(xiàn)，在實際系統(tǒng)的運行中，控制器的實現(xiàn)由于字長限制、轉(zhuǎn)換精度、數(shù)值運算中截斷誤差等原因，經(jīng)常會出現(xiàn)參數(shù)攝動的情況。Keel和Bhattacharyya在文獻[3]中指出，現(xiàn)有的魯棒控制有H∞，H2，l1等綜合方法，這些設(shè)計方法對控制器參數(shù)的微小改變是很敏感的，Keel和Bhattacharyya將其稱為脆弱控制器。脆弱控制器都是僅考慮系統(tǒng)參數(shù)的不確定性，沒有考慮控制器增益的不確定性。而控制器的參數(shù)經(jīng)常存在攝動情況，因此所設(shè)計的控制器參數(shù)必須能夠承受某種程度的變化，傳統(tǒng)的控制方法表現(xiàn)出高度的脆弱性，如果設(shè)計系統(tǒng)時，不考慮控制器攝動，將會導(dǎo)致系統(tǒng)的性能指標變差，甚至不穩(wěn)定，這就要求所設(shè)計的控制器應(yīng)有足夠的調(diào)節(jié)能力以滿足不同性能的要求，即所設(shè)計的控制器應(yīng)具有一定的非脆弱性。因此必須同時考慮被控對象和控制器的不確定性，設(shè)計出具有魯棒性和非脆弱性的控制器才能保證系統(tǒng)穩(wěn)定地高性能運行。Yan9等對線性連續(xù)系統(tǒng)利用Riccati不等式方法設(shè)計了非脆弱H∞控制器；文獻[6]利用LMI方法討論了不確定離散時滯系統(tǒng)狀態(tài)反饋的魯棒非脆弱H∞控制問題；靜態(tài)輸出反饋非脆弱H∞控制問題在文獻[7]中進行了研究；文獻[8]基于輔助系統(tǒng)研究了一類不確定系統(tǒng)的魯棒H∞濾波問題，利用輔助系統(tǒng)簡化了濾波器的設(shè)計過程，通過矩陣變換方法將主要結(jié)果轉(zhuǎn)化成了線性矩陣不等式形式，可以方便求解濾波器；文獻研究了不確定系統(tǒng)的魯棒H∞濾波問題，所設(shè)計的濾波器不僅能使系統(tǒng)達到漸近穩(wěn)定，且能滿足指定的H∞性能指標。 然而對于動態(tài)輸出反饋的不確定系統(tǒng)魯棒非脆弱H∞控制器的相關(guān)研究結(jié)果不多，在許多實際問題中，系統(tǒng)的狀態(tài)往往不能直接測量；有時即使系統(tǒng)的狀態(tài)可直接測量，但考慮到實施控制的成本，如果能用系統(tǒng)的輸出反饋達到閉環(huán)系統(tǒng)的性能要求，則輸出反饋是一種更合適的控制方式。因此，輸出反饋非脆弱H∞控制問題的研究更具有實際意義。鑒于此，本章研究了狀態(tài)反饋和動態(tài)輸出反饋控制器參數(shù)具有增益變化的一類不確定系統(tǒng)的魯棒H∞控制問題，非脆弱控制器考慮了具有加性和乘性兩種形式控制器的增益變化，所設(shè)計的控制器不僅使閉環(huán)增廣系統(tǒng)二次穩(wěn)定，并且滿足了H∞性能約束條件。

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