不确定广义系统的预见控制问题及其应用的研究

There are many situations in which future control goal or future disturbance signals in many control systems are known in advance. The so called preview control is concerned with designing controllers that make best use of this known information to improve the control precision and control effect. The project will intensively study the existence conditions and design methods of preview feedback.controller. Some optimal preview controller for uncertain descriptor systems will be handled by using the concept of impulse margin and stability radius, linear matrix inequalities, convex optimization over a Fantope set , the theory of Hamilton Jacobi function generation and the conclusion about Prichard-Salamon system . The project will investigate that how the preview information affect some classical performance index(e.g., guaranteed cost and H∞/H2 performace indexes )of control systems, transient performance, and in the ideal case without constraints on control input, optimal preview asymptotic (limit) properties. We will discuss that how long preview information is effective or optimal for control systems. The project is complex and difficult due to impulsive behavior and the possible change of dynamic orders . In practice, the project will consider the application of preview feedback control into the vibration suppression of active suspension systems.

很多控制系统的未来目标或未来干扰信号都是已知的，充分利用这些已知未来信息以提高系统的控制精度和控制效果，这就是预见控制（preview control）要解决的问题。本项目将深入研究不确定广义系统预见反馈控制器的存在条件和设计方法，并借助于脉冲边际和稳定半径概念、线性矩阵不等式技术、Fantope集上的凸优化技术、哈密顿-雅可比函数生成理论和Prichard-Salamon系统的有关结论， 给出广义系统最优预见控制器的设计。研究和揭示预见信息如何影响系统的某些典型性能指标（例如保性能和H∞/H2性能等）、暂态性能以及在控制输入不加限制的理想情况下，最优预见系统的渐近（极限）性质。研究和揭示什么程度的未来信息对系统是有效的。由于脉冲行为的存在和不确定性引起系统动态阶的可能改变，该研究复杂且具有相当的难度。作为预见控制的实际应用，将考虑其在主动悬架系统振动抑制中的应用。

本项目深入研究了不确定广义系统及其预见反馈控制问题。借助于小增益定理和线性矩阵不等式技术，给出了广义系统滑模预见控制器存在条件和设计方法。根据隐函数定理，给出单边Lipschitz非线性广义系统正则、无脉冲、稳定和解唯一存在的判定准则和滑模预见控制器设计，根据划分策略，给出了该类系统的基于观测器的滑模控制器设计；第一次研究了非线性广义系统的T-S模糊模型的逼近问题，给出了T-S模糊广义性的容许性条件和自适应滑模控制器的设计；给出了广义系统的比例导数（差分）控制器和观测器存在条件和具体设计；研究了基于网络的广义系统，给出了该类系统事件驱动控制器和滤波器的设计问题；研究了非线性连续时间系统，在事件触发机制的背景下，基于积分强化学习的自适应控制器设计问题；给出了切换广义系统反馈控制器设计。研究了广义多智能体系统的一致性问题，给出了该类系统基于状态和输出的反馈控制器的设计。