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基于LMI的模糊控制器和观测器的设计研究

伍磊  
【摘要】:本文针对 T-S 模糊模型,对基于线性矩阵不等式(LMI)的控制器和观测器设计方法进行研究。采用 T-S 模糊模型逼近非线性系统,使用并行分布补偿法(PDC)设计对象 T-S 模型的模糊控制器和观测器,模糊控制器分别用状态反馈和状态反馈加附加控制量两种方法实现,稳定性条件和控制器的设计除了介绍已有的方法外,还提出一种新的性能指标约束的稳定性条件和一种实现跟踪性能的控制器设计方法,这些方法一方面通过配置闭环极点的方法改善系统性能,解决了一些对系统动态性能有所要求的问题,另一方面,通过添加附加的控制信号,使系统获得了满意的跟踪性能。最后,将满足模糊控制器和观测器设计的稳定性条件转化为求解李亚普诺夫稳定性的凸优化问题,并统一到线性矩阵不等式的框架内,通过求解线性矩阵不等式,获得控制器和观测器的参数。仿真例子选用了单级倒立摆和单元机组 160MW 协调控制系统,结果表明,课题中采用的方法是方便、快速、有效的。


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