دوره 18، شماره 1 - ( مجله کنترل، جلد 18، شماره 1، بهار 1403 )
جلد 18 شماره 1,1403 صفحات 53-45 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Behrouz H, Mohammadzaman I, Mohammadi A. Robust State-Feedback Control of Uncertain LPV systems Using Integral Quadratic Constraints. JoC 2024; 18 (1) :45-53
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-1045-fa.html
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-1045-fa.html
بهروز هادی، محمدزمان ایمان، محمدی علی. کنترل بازخورد حالت قوی سیستم های LPV نامشخص با استفاده از محدودیت های درجه دوم یکپارچه. مجله کنترل. 1403; 18 (1) :45-53
هادی بهروز* 
1، ایمان محمدزمان1 ، علی محمدی1
1، ایمان محمدزمان1 ، علی محمدی1
1- دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
چکیده: (167 مشاهده)
یک الگوریتم مبتنی بر نابرابری ماتریس خطی (LMI) برای طراحی یک کنترل‌کننده بازخورد حالت قوی با استفاده از محدودیت‌های درجه دوم یکپارچه (IQC) برای یک سیستم متغیر پارامتر خطی نامشخص (LPVS) توسعه داده شده است. LPVS نامشخص با اتصال یک LPVS اسمی توصیف می شود که صرفاً به پارامترهای قابل اندازه گیری و عدم قطعیت ساختار بلوکی وابسته است. رویکرد IQC برای مدل‌سازی رفتار ورودی/خروجی عدم قطعیت‌ها اجرا می‌شود. به طور کلی، روش سنتز قوی و تجزیه و تحلیل پایداری IQC برای LPVS نامشخص منجر به یک مشکل غیر محدب می شود و توسط الگوریتم های تکراری حل می شود. با این حال، در روش پیشنهادی، مسئله به یک مسئله محدب تبدیل می‌شود. بنابراین، سنتز LPV برای LPVS اسمی و تجزیه و تحلیل IQC برای مدیریت عدم قطعیت ها به طور همزمان انجام می شود. در نتیجه، بدون هیچ گونه محدودیتی در ماتریس‌های سیستم اسمی، روش پیشنهادی ممکن است به عملکرد بهتر و بار محاسباتی کمتری دست یابد. علاوه بر این، هدف به حداقل رساندن l_2-gain، کنترل H_∞ است، زمانی که پایداری مجانبی حلقه بسته نیز تضمین شده باشد. عملکرد و اثربخشی روش پیشنهادی بر اساس دو مثال نشان داده شده است
واژه‌های کلیدی: کنترل کننده برنامه ریزی شده بهره، محدودیت های درجه دوم انتگرال، سیستم چند موضوعی، سیستم های متغیر پارامتر خطی نامشخص.
فهرست منابع
1. [1] J. Mohammadpour and C. W. Scherer, Control of linear parameter varying systems with applications. Springer New York Dordrecht Heidelberg London, 2012. [DOI:10.1007/978-1-4614-1833-7]
2. [2] H. Asrari, I. Mohammadzaman, and F. Allahverdizadeh, "Robust gain-scheduled control of linear parameter-varying systems with uncertain scheduling parameters in the presence of the time-invariant uncertainties," J. Control (Persian Edition)., vol. 15, no. 1, pp. 1-19, 2021. [DOI:10.52547/joc.15.1.1]
3. [3] S. Wang, H. Pfifer, and P. Seiler, "Robust synthesis for linear parameter varying systems using integral quadratic constraints," Automatica, vol. 68, pp. 111-118, 2016. [DOI:10.1016/j.automatica.2016.01.053]
4. [4] J. Veenman and C. W. Scherer, "A synthesis framework for robust gain-scheduling controllers," Automatica, vol. 50, no. 11, pp. 2799-2812, 2014. [DOI:10.1016/j.automatica.2014.10.002]
5. [5] A. Rantzer, A. Megretski, A. Rantzer, and A. Megretski, "System analysis via integral quadratic constraints," IEEE Trans. Autom. Control, vol. 42, no. 6, pp. 819-830, 1997. [DOI:10.1109/9.587335]
6. [6] P. Seiler, "Stability analysis with dissipation inequalities and integral quadratic constraints," IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 60, no. 6, pp. 1704-1709, 2015. [DOI:10.1109/TAC.2014.2361004]
7. [7] M. Fetzer and C. W. Scherer, "Full-block multipliers for repeated, slope-restricted scalar nonlinearities," Int. J. Robust Nonlinear Control, vol. 27, no. 17, pp. 3376-3411, 2017. [DOI:10.1002/rnc.3751]
8. [8] P. Seiler, A. Packard, and G. J. Balas, "A dissipation inequality formulation for stability analysis with integral quadratic constraints," Proc. IEEE Conf. Decis. Control, pp. 2304-2309, 2010. [DOI:10.1109/CDC.2010.5717073]
9. [9] J. M. Fry, M. Farhood, and P. Seiler, "IQC-based robustness analysis of discrete-time linear time-varying systems," Int. J. Robust Nonlinear Control, vol. 27, no. 16, pp. 3135-3157, 2017. [DOI:10.1002/rnc.3731]
10. [10] H. Pfifer and P. Seiler, "Less conservative robustness analysis of linear parameter varying systems using integral quadratic constraints," Int. J. Robust Nonlinear Control, vol. 26, no. 16, pp. 3580-3594, 2016. [DOI:10.1002/rnc.3521]
11. [11] M. J. L. Bin Hu and P. Seiler, "Robustness analysis of uncertain discrete-time systems with dissipation inequalities and integral quadratic constraints," Int. J. Robust Nonlinear Control, 2016.
12. [12] J. Veenman and C. W.Scherer, "IQC-synthesis with general dynamic multipliers," Int. J. Robust Nonlinear Control, vol. 24, no. 17, pp. 3027-3056, 2014. [DOI:10.1002/rnc.3042]
13. [13] R. Venkataraman and P. Seiler, "Convex LPV synthesis of estimators and feedforwards using duality and integral quadratic constraints," Int. J. Robust Nonlinear Control, vol. 28, no. 3, pp. 953-975, 2017. [DOI:10.1002/rnc.3913]
14. [14] O. Martin, J., Wilcox, L. C., Burstedde, C., Ghattas, "Analysis and design of optimization algorithms via integral quadratic constraints," Siam J. Control Optim., vol. 34, no. 3, pp. 57-95, 2012.
15. [15] J. Veenman, C. W. Scherer, and H. Köroğlu, "Robust stability and performance analysis based on integral quadratic constraints," Eur. J. Control, vol. 31, pp. 1-32, 2016. [DOI:10.1016/j.ejcon.2016.04.004]
16. [16] H. Pfifer and P. Seiler, "Robustness analysis of linear parameter varying systems using integral quadratic constraints," Am. Control Conf. USA, 2014. [DOI:10.1109/ACC.2014.6858751]
17. [17] F. Wu, X. H. Yang, A. Packard, and G. Becker, "Induced L2-norm control for LPV systems with bounded parameter variation rates," Int. J. Robust Nonlinear Control, vol. 6, no. 9-10, pp. 983-998, 1996.
https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1239(199611)6:9/10<983::AID-RNC263>3.0.CO;2-C [DOI:10.1002/(SICI)1099-1239(199611)6:9/103.0.CO;2-C]
18. [18] P. Apkarian and R. J. Adams, "Advanced gain-scheduling techniques for uncertain systems," IEEE Trans. Control Syst. Technol., vol. 6, no. 1, pp. 21-32, 1998. [DOI:10.1109/87.654874]
19. [19] F. Wu, "A generalized LPV system analysis and control synthesis framework," Int. J. Control, vol. 74, no. 7, pp. 745-759, 2001. [DOI:10.1080/00207170010031495]
20. [20] V. F. Montagner, R. C. L. F. Oliveira, P. L. D. Peres, and P. A. B. Abstract:, "Linear matrix inequality characterisation for H∞ and H2 guaranteed cost gain-scheduling quadratic stabilisation of linear time-varying polytopic systems," IET Control Theory Appl., vol. 6, pp. 1726-1735, 2007. [DOI:10.1049/iet-cta:20070037]
21. [21] W. Xie, "Quadratic L2-gain performance linear parameter-varying realisation of parametric transfer functions and state-feedback gain scheduling control," IET Control Theory Appl., vol. 6, no. 11, pp. 1577-1582, 2012. [DOI:10.1049/iet-cta.2011.0362]
22. [22] H. Pfifer and P. Seiler, "Robustness analysis of linear parameter varying systems using integral quadratic constraints," Int. J. Robust Nonlinear Control, vol. 25, no. 15, pp. 2843-2864, 2015. [DOI:10.1002/rnc.3240]
23. [23] K. Zhou, J. Doyle, and K. Glover, Robust and optimal control. Prentice-Hall, 1996.
24. [24] P. Apkarian and D. Noll, "IQC analysis and synthesis via nonsmooth optimization," Syst. Control Lett., vol. 55, no. 12, pp. 971-981, 2006. [DOI:10.1016/j.sysconle.2006.06.008]
25. [25] X.-H. Chang, J. H. Park, and J. Zhou, "Robust static output feedback H∞ control design for linear systems with polytopic uncertainties," Syst. Control Lett., vol. 85, pp. 23-32, 2015. [DOI:10.1016/j.sysconle.2015.08.007]
26. [26] R. A. Nichols, R. T. Reichert, W. J. Rugh, and S. Member, "Gain scheduling for H-Infinity controllers : a flight control example," IEEE Trans. Control Syst. Technol., vol. 1, no. 2, pp. 69-79, 1993. [DOI:10.1109/87.238400]
27. [27] P. Apkarian, P. Gahinets, and G. Becker, "Self-scheduled H∞ control of linear parameter-varying systems: a design example," Automatica, vol. 31, no. 9, pp. 1251-1261, 1995. [DOI:10.1016/0005-1098(95)00038-X]
28. [28] D. H. Lee, J. B. Park, Y. H. Joo, and K. C. Lin, "Lifted versions of robust D-stability and D-stabilisation conditions for uncertain polytopic linear systems," IET Control Theory Appl., vol. 6, no. 1, pp. 24-36, 2012. [DOI:10.1049/iet-cta.2010.0197]
29. [29] C. Scherer and S. Weiland, Linear matrix inequalities in control. 2000.
30. [30] J. Dong and G.-H. Yang, "Robust static output feedback control synthesis for linear continues systems with polytopic uncertainties," Automatica, vol. 49, no. 6, pp. 1821-1829, 2013. [DOI:10.1016/j.automatica.2013.02.047]
31. [31] J. M. Biannic and P. Apkarian, "Missile autopilot design via a modified LPV synthesis technique," Aerosp. Sci. Technol., vol. 3, pp. 153-160, 1999. [DOI:10.1016/S1270-9638(99)80039-X]
32. [32] D. Rotondo, F. Ejjari, and V. Puig, "Robust state-feedback control of uncertain LPV systems: An LMI-based approach," J. Franklin Inst., vol. 351, no. 5, pp. 2781-2803, 2014. [DOI:10.1016/j.jfranklin.2014.01.018]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
