Research on analysis and synthesis method of nonlinear control systems based on gain scheduling theory
基于增益调度理论的非线性控制系统分析综合方法研究
基本信息
- 批准号:09650490
- 负责人:
- 金额:$ 1.09万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:1997
- 资助国家:日本
- 起止时间:1997 至 1998
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
To establish the solution method and the design algorithm for nonlinear control problems, we investigated stability analysis and synthesis problems, control problems with L^2 gain performance and robust control problems. First, using an extended quadratic Lyapunov function which reflects a special structure of model, we proposed design methods of state feedback control and output feedback control. Through simulation studies in real system models, we showed efficiencies of the proposed method. As for the solution method of parameter-dependent linear matrix inequalities which appear in the proposed method, we also proposed a new solution method via finite-dimensional linear matrix inequalities, which borrows an idea of solution method of linear matrix inequalities in gain scheduling algorithms. Next, focusing on a special type of nonlinear systems which have kth-degree polynomial type of nonlinearlity, we developed a new analysis method of L^2 gain of nonlinear systems based on reachable sets and fin ite-dimensional linear matrix inequalities. The main point of our approach to nonlinear control problems is to consider full state or a part of state of nonlinear systems as a scheduling parameter and to apply analysis and synthesis methods for linear systems to the linear systems with scheduling parameter. In this approach, one problem which arises is how to estimate a priori the range of scheduling parameter and/or the range of the variation of scheduling parameter. We succeeded also in developing an solution method for this problem.
为了建立非线性控制问题的求解方法和设计算法,我们研究了稳定性分析与综合问题、具有L^2增益性能的控制问题和鲁棒控制问题。首先,利用一种反映模型特殊结构的扩展二次型李雅普诺夫函数,提出了状态反馈控制和输出反馈控制的设计方法。通过对真实的系统模型的仿真研究,证明了该方法的有效性。对于该方法中出现的参数依赖线性矩阵不等式的求解方法,我们还提出了一种新的基于有限维线性矩阵不等式的求解方法,该方法借鉴了增益调度算法中线性矩阵不等式的求解思想。其次,针对一类特殊的具有k次多项式型非线性的非线性系统,提出了一种基于可达集和有限维线性矩阵不等式的非线性系统L^2增益分析方法。我们处理非线性控制问题的主要观点是将非线性系统的全部或部分状态作为调度参数,并将线性系统的分析和综合方法应用于具有调度参数的线性系统。在该方法中,出现的一个问题是如何先验地估计调度参数的范围和/或调度参数的变化的范围。我们还成功地为这个问题开发了一种解决方法。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
東剛人, 渡辺亮, 内田健康: "不確かなパラメータとスケジューリングパラメータを持つ線形システムに対するロバストH_∞制御" システム制御情報学会論文誌. 11・6. 297-305 (1998)
Tsuyoshi Azuma、Ryo Watanabe 和 Ken Uchida:“具有不确定参数和调度参数的线性系统的鲁棒 H_∞ 控制”系统、控制和信息工程师学会学报 11・6(1998 年)。
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
渡辺亮, 内田健康, 藤田政之: "2次システムに対する状態可到達集合の解析" 計測自動制御学会論文集. 34・11. 1590-1595 (1998)
Ryo Watanabe、Ken Uchida、Masayuki Fujita:“二次系统的状态可达集分析”仪器与控制工程师学会会刊 34・11(1998 年)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
T.Azuma, R.Watanabe and K.Uchida: "Robust H^* Control for Linear Systems with Uncertain Parameters and Scheduling Parameters" Trans.of ISCIE. Vol.11, No.6. 297-305 (1998)
T.Azuma、R.Watanabe 和 K.Uchida:“具有不确定参数和调度参数的线性系统的鲁棒 H^* 控制”Trans.of ISCIE。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
R.Watanabe, K.Uchida and M.Fujita: "Analysis of State Reachable Sets for Quadratic Systems" Trans.of SICE. Vol.34, No.11. 1590-1595 (1998)
R.Watanabe、K.Uchida 和 M.Fujita:“二次系统的状态可达集分析”Trans.of SICE。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Y.Sato, R.Watanabe, K.Uchida: "Semi-flobal L_2 gain analysis for 5th-degree systems based on reachable set analysis" Proc.of American Control Conference 1998. June. 1886-1888 (1998)
Y.Sato、R.Watanabe、K.Uchida:“基于可达集分析的 5 度系统的半全局 L_2 增益分析”Proc.of American Control Conference 1998。6 月。
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