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基于模糊的H∞鲁棒控制在非线性离散时滞系统中的应用（2006年）

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简介：
本文探讨了在含有不确定性与时滞的非线性离散系统中，采用模糊模型与H∞控制理论实现系统的鲁棒稳定控制方法。研究旨在提供一种有效的策略来处理复杂动态环境下的控制系统设计问题。 针对一类具有时滞的非线性离散系统控制问题,通过模糊建模设计了H∞鲁棒控制器。利用构建的Lyapunov函数及线性矩阵不等式，证明并给出了模糊H∞鲁棒控制问题有解的充分条件。基于由模糊规则和线性系统方程建立的模型，所设计的控制器使系统具有更好的鲁棒稳定性，并且干扰抑制能力强，满足成本上界约束条件。仿真结果表明，该模糊控制器对不确定性和时滞都有很好的控制效果，同时能有效抑制系统的外部干扰。

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  • 基于模糊的H∞鲁棒控制在非线性离散时滞系统中的应用（2006年）
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    本文探讨了在含有不确定性与时滞的非线性离散系统中，采用模糊模型与H∞控制理论实现系统的鲁棒稳定控制方法。研究旨在提供一种有效的策略来处理复杂动态环境下的控制系统设计问题。 针对一类具有时滞的非线性离散系统控制问题,通过模糊建模设计了H∞鲁棒控制器。利用构建的Lyapunov函数及线性矩阵不等式，证明并给出了模糊H∞鲁棒控制问题有解的充分条件。基于由模糊规则和线性系统方程建立的模型，所设计的控制器使系统具有更好的鲁棒稳定性，并且干扰抑制能力强，满足成本上界约束条件。仿真结果表明，该模糊控制器对不确定性和时滞都有很好的控制效果，同时能有效抑制系统的外部干扰。
     
  • 关于不确定多时滞系统鲁棒H∞控制的研究（2012年）
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    本研究聚焦于具有多种时变时滞的复杂系统的鲁棒控制策略，特别探讨了如何实现H∞性能下的不确定性系统的稳定控制。通过理论分析与数值仿真，提出了一套有效的控制器设计方法，为工程实践中的控制系统优化提供了新思路。 本段落研究了一类具有不确定性的离散多时滞系统的鲁棒H∞控制问题。针对存在多个状态时滞及不确定参数的离散系统，通过应用Lyapunov稳定性理论以及线性矩阵不等式方法设计了无记忆鲁棒H∞状态反馈控制器，并提供了该控制器的设计步骤与闭环时滞系统渐近稳定且满足给定性能指标（即H∞性能）的充分条件。最后，借助MATLAB仿真算例验证了所提出的方法的有效性和可行性。
     
  • 电力系统的非线性鲁棒控制
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    《电力系统的非线性鲁棒控制》一书聚焦于探讨复杂电力系统中的非线性特性及不确定性因素，提出了一系列先进的鲁棒控制策略和技术。该书通过深入分析和实例验证，为提高电力系统的稳定性和可靠性提供了理论支持与实践指导，是电气工程领域的重要参考文献。 本段落主要讨论电力系统的控制方法，旨在增强其稳定性和提高抗干扰能力。
     
  • 船舶航向非线性系统中的H∞鲁棒控制及仿真研究（2010年）
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    本论文针对船舶航向控制系统，探讨了H∞鲁棒控制策略，并通过仿真实验验证其有效性和稳定性，以提高复杂海况下的航行性能。 针对船舶航向非线性控制系统的数学模型，在考虑船舶操舵伺服机构特性的情况下，基于状态反馈线性化方法，采用闭环增益成形算法设计出了船舶航向鲁棒控制器。利用Matlab/Simulink工具箱进行仿真后发现，所设计的鲁棒控制器相较于使用极点配置法设计出的鲁棒镇定控制器，在控制性能方面表现更佳，并且对风浪干扰具有更强的鲁棒性。
     
  • 非线性离散系统中模糊控制器的分析与设计
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    本研究聚焦于非线性离散系统的模糊控制策略，探讨其在稳定性、响应速度及鲁棒性方面的性能优化和理论分析。通过深入剖析现有方法的局限性，提出创新的设计方案以实现更高效的控制系统。 针对一类非线性离散不确定系统，在状态不可测的情况下，采用T2S模型描述不同状态空间的局部动态区域，并通过中心平均反模糊化、乘积推理及单点模糊化方法构建全局模糊系统模型。基于李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式设计了一种观测器鲁棒控制器，并对离散系统的稳定性进行了分析。最终利用MATLAB仿真验证了该方法的有效性。
     
  • Simulink中的非线性鲁棒控制仿真
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    本研究聚焦于利用MATLAB Simulink平台进行非线性鲁棒控制系统的设计与仿真分析，探讨其在复杂系统中的应用效果。 非线性鲁棒控制的Simulink仿真建模工作已经完成。模型设计完整，并且仿真结果清晰可见。
     
  • 基于Backstepping的非线性系统预设性能鲁棒控制设计
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    本研究聚焦于采用Backstepping方法为非线性系统设计预设性能下的鲁棒控制器，旨在实现对各类外部扰动和参数变化的有效抵抗。通过理论分析与仿真验证，提出的方法在保证系统稳定性的前提下，提升了系统的响应速度及抗干扰能力。 针对一类受外界扰动影响的严格反馈非线性系统, 结合Backstepping技术、预设性能控制以及鲁棒控制方法, 提出了一种新的预设性能鲁棒控制器设计策略。通过误差转换建立系统的等效误差模型，利用Backstepping和鲁棒控制逐步递推选择适当的Lyapunov函数来设计控制器。这种方法能够同时优化系统的暂态响应与稳态特性，并且仿真实验验证了该方法的有效性。
     
  • 基于MATLAB的H-无穷鲁棒控制实现.zip_H∞_H无穷算法_鲁棒_鲁棒H控制_鲁棒控制MATLAB
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    本资源为基于MATLAB平台实现H-无穷（H∞）鲁棒控制算法，适用于系统设计中要求高稳定性和抗扰动性的场合。包含相关理论讲解与实践代码示例。 资料详细介绍了鲁棒控制器的设计策略，特别是基于H无穷算法的控制方法。
     
  • 基于Lyapunov-Krasovskii函数的时滞系统的鲁棒控制方法
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    本研究提出了一种利用改进的Lyapunov-Krasovskii泛函来分析和设计具有不确定时变时滞系统的鲁棒控制器的方法，增强了系统稳定性。 ### 基于Lyapunov-Krasovskii泛函的时滞系统鲁棒控制 #### 概述 在控制系统领域中，时滞系统（Time-delay systems）是一类广泛存在的模型，这类系统的特征在于状态变量或输入信号包含了过去时刻的信息。这种特性可能导致系统的稳定性降低甚至失稳，因此研究其稳定性和设计相应的控制器变得至关重要。基于Lyapunov-Krasovskii泛函的方法是分析和设计时滞系统控制器的有效工具。 #### Lyapunov-Krasovskii泛函 Lyapunov-Krasovskii泛函是一种用于动态系统的稳定性分析的特殊形式的Lyapunov函数，它不仅考虑了当前状态还包含了历史状态的影响。因此这种泛函能够更准确地评估时滞对系统稳定性的作用。其一般形式可以表示为： \[ V(x_t) = x_t^T P x_t + \int_{-h}^{0} \int_{t+\theta}^{t} x(s)^T Q x(s) ds d\theta \] 其中，\(P\) 和 \(Q\) 是正定矩阵，\(x_t\) 表示从 \(t-h\) 到 \(t\) 的状态向量，\(h\) 代表最大时滞。 #### 时滞系统的稳定性分析方法 针对含有时滞的系统进行稳定性分析的方法包括： 1. **完整Lyapunov-Krasovskii泛函**：这种方法考虑了所有可能的历史信息，但计算复杂度较高。 2. **离散化Lyapunov-Krasovskii泛函**：通过将历史状态分段简化计算过程的同时保持较高的准确性。 3. **简单Lyapunov-Krasovskii泛函**：仅关注最近一段时间内的状态信息，便于实现但可能不够精确。 4. **时滞分割Lyapunov-Krasovskii泛函**：通过将时滞区间划分成多个子区间分别构造泛函来提高稳定性判断的精度。 5. **增强型Lyapunov-Krasovskii泛函**：在基本形式的基础上增加额外项，进一步减少保守性。 #### 时滞依赖稳定性问题的研究 为了更精确地分析含有时滞系统的稳定性，研究者们提出了多种处理方法，包括固定模型变换、积分不等式法以及自由权矩阵法。这些技术主要用于简化简单Lyapunov-Krasovskii泛函的导数估计过程。 #### 控制器设计方法 基于上述稳定性的研究成果，可以开发出各种状态反馈控制器的设计方案。常见的设计策略有线性矩阵不等式（LMI）框架下的参数调优法、CCL算法及改进的CCL算法等。这些方法利用数值优化工具来求解控制器参数，确保闭环系统的稳定性。 #### 未来工作方向 针对时滞系统鲁棒控制的研究领域中，未来的重点可能包括： - **非线性时滞系统**：研究更复杂的非线性模型及其相应的控制策略。 - **随机时滞系统**：考虑时滞性质的不确定性，并设计适应性的控制器。 - **分布式时滞系统**：处理具有空间分布特性的延迟问题，例如网络控制系统中的通信延迟。 - **多时滞系统**：同时应对多个不同大小的时间滞后，提高系统的鲁棒性和灵活性。 - **混合时滞系统**：结合集中式和分散式的特性开发新的分析方法和控制策略。 基于Lyapunov-Krasovskii泛函的时滞系统鲁棒控制是一个重要的研究方向，在理论与实际应用中都有广泛的应用前景。随着控制技术的发展，这一领域的研究成果将更加丰富且实用。