针对阀控缸系统力跟踪控制过程中受到位置干扰,导致控制精度难以保证的问题,提出一种基于线性矩阵不等式凸优化算法的鲁棒模型预测控制策略。将一般模型预测控制的最小化性能指标转化为求解满足线性矩阵不等式组的最优化问题,对其进行稳定性分析。考虑输入输出受约束的离散时变不确定性系统,讨论该控制策略对系统参数不确定性的鲁棒性以及对系统外扰动的抑制能力。结果表明,在不同频率位置干扰信号作用下,该控制策略比一般模型预测控制具有更好的跟踪效果和鲁棒性。

执行器饱和非线性严重制约了主动悬架系统的良好减振性能。采用标准饱和函数向量描述悬架执行器饱和特性,建立具有执行器饱和的1/4车体主动悬架系统动力学模型。考虑饱和函数凸集表示,分析含执行器饱和的主动悬架收敛域估计问题,确定具有执行器饱和的主动悬架系统椭圆不变集条件,采用线性矩阵不等式(LMI,Linear Matrix Inequality)方法求解最大椭圆不变集。将反馈控制律当成一个优化参数,通过LMI方法获得系统反馈控制律。仿真结果表明,通过LMI设计的控制律能显著增大系统椭圆不变集,随执行器饱和度改变而改变并保证系统稳定工作,还可以改善执行器非线性现象对系统的不利影响。

测量数据丢失现象使得主动悬架系统的控制精度降低,影响车辆乘坐舒适性和操纵稳定性。考虑传感器和网络通信导致的数据丢失问题,建立1/4车体主动悬架系统动力学模型,并将其转换成状态空间方程。通过伯努利序列分布描述数据丢失率,构建带有动态观测器的状态反馈闭环主动悬架系统,根据悬架系统的均方指数稳定性要求,推导含观测器与反馈控制器的线性矩阵不等式稳定性条件。对控制输入系数矩阵进行奇异值分解,求解满足最小稳定性能指标的线性矩阵不等式,获得主动悬架系统的观测器与鲁棒控制器。最后,采用MATLAB软件开展仿真研究,结果表明,所设计的控制算法可以降低数据丢失对系统簧载质量的振动幅值;当δ在[0,10%]和β在(0,20%]范围内时,控制器对悬架系统控制效果较为明显;随机激励作用下,主动悬架系统表现出较好的鲁棒性。本研究可以改...

针对一类时滞系统,首先考虑时滞系统不包含外部干扰时观测器的设计问题,其次考虑了包含外部干扰的时滞系统的观测器设计问题.所研究的时滞系统中包含的干扰项由两部分组成,一部分是满足全局李普希兹条件的非线性项,另一部分为有界不确定项,并且系统时滞是可变的.基于李亚普诺夫稳定性理论利用滑模控制使得误差系统镇定,并将该稳定性问题转化为一类线性矩阵不等式的求解问题,使得构造的滑模观测器能够观测原系统.最后给出仿真实例,说明所设计的观测器是有效可行的.

为了更为有效的诊断电液伺服系统的故障,针对复杂的非线性的与多参数的阀控不对称缸电液伺服系统,提出了具有较大自由度的PI观测器的设计方法。首先建立了阀控不对称缸电液伺服系统系统的线性化模型,运用线性矩阵不等式设计了PI观测器来估计系统输出,然后将估计结果和未知输入同时加入到控制率中,不仅使系统能够跟踪给定的参考模型,而且也能得到外界故障估计。最后通过MATLAB仿真将实际输出值与估计值进行比较,证明了所设计的PI观测器和控制方法的对故障诊断的有效性。

针对大型土木工程结构提出一种协调分散控制策略;该策略在分散化控制基础上,通过设置一个不受子系统影响的高层协调系统来加强各子控制器对结构的控制能力。基于线性矩阵不等式方法和PID控制理论,推导了能够保证协调系统渐进稳定及系统性能上届最小的最优保性能PID协调控制器;在此基础上,结合极值控制原理,以结构控制效果整体最优为目标设计各子控制器,进而得到协调分散控制系统的反馈控制律;同时利用模拟退火算法对各子控制器进行优化设计;对ASCE 9层Benchmark模型分别进行集中控制、全维分散控制、部分分散控制和协调分散控制优化设计及仿真分析。结果表明,不同地震激励下,协调分散控制较集中控制与分散控制能更好地抑制结构的振动响应,协调控制器与子控制器协同控制下能保障各子系统作动器均处于最大功效工作状态。

路面的不平度是行驶的车辆所受主要激励源之一,因此,把积分白噪声随机路面输入模型的建立作为基础,建立了四分之一车辆2自由度半主动悬架的运动微分方程。在此基础上,设计了车辆半主动悬架系统PID控制器;针对车辆半主动悬架运动存在非线性的特点,运用T-S模糊控制理论,构建了车辆二自由度半主动悬架系统的T-S模型。运用MATLAB/Simulink仿真软件,实现了PID控制和T-S模糊控制仿真模型并输出其仿真比较图形,进行了两种控制算法的车辆平顺性性能评价指标的均方根值的比较分析,结果表明所设计的T-S模糊控制器在提高车辆的平顺性方面,与PID控制相比,控制效果有了明显的改善。

研究了汽车主动悬架系统存在的振动控制问题。首先,建立了1/4汽车主动悬架模型,考虑了系统中存在的参数不确定性以及汽车悬架设计的几项性能指标;其次,基于Lyapunov泛函方法设计出满足闭环系统H∞性能指标的状态反馈控制器,并给出了控制器参数线性矩阵不等式（LMIs）解的形式;最后,将采用鲁棒H∞控制器的主动悬架与被动悬架进行了时域仿真对比。结果表明,前者能够获得更好的控制效果。

以含非线性不确定特性和时滞特性的液压伺服控制系统为研究对象，推导了具有非线性不确定时滞系统鲁棒渐进稳定的充分条件，提出了以LMI表示的H∞控制器设计方法，并对此系统进行了仿真，仿真结果表明：所设计的H∞控制器使得系统具有很强的鲁棒性，并且对外部干扰信号具有很强的抑制能力。

针对电液负载模拟器加载系统中存在的不确定性因素，通过选择适当的权函数，采用混合灵敏度的H∞方法设计并用基于线性矩阵不等式的算法求解鲁棒控制器。实验验证了该控制器在弹簧刚度发生变化时具有鲁棒性，并且结合结构不变性原理能有效抑制多余力，提高被动加载的性能。