强H∞镇定及若干相关问题研究

强H∞镇定及若干相关问题是鲁棒控制领域经典难题，对控制理论及工程应用具有重大的意义，然而由于问题本身的困难和深度，尚不具备一套完整的解决框架和理论体系的支持。本项目面向含稳定控制器约束的H∞范数等性能，以一般化松弛变量设计方法，无保守强H∞镇定条件，强H∞镇定极限性能为基本研究内容，针对多输入多输出对象，建立松弛变量方法性能评价体系，构造广义H∞中心控制器形式，建立无保守强H∞镇定条件，建立所有强H∞镇定控制器参数化表达，设计保性能强H∞镇定控制器降阶算法，建立强H∞镇定控制器极限性能的解析表达，结合时域、频域方法，应用鲁棒最优控制理论和约束优化理论，建立一套完整的稳定控制器约束下的闭环性能智能分析理论，建立可工程应用的，面向一般多变量对象的强H∞镇定控制器新设计方法。这些研究在航天航空、工业控制等领域具有广泛的应用，无论在国防工业还是一般民用工业上都具有极大的实际意义和应用前景。

强H∞镇定及其相关问题是控制领域的经典难题，对控制理论及工程应用具有重要的意义。由于这类问题本身的难度以及实际控制系统的多方面约束，尚缺乏完整有效的处理框架和体系。本项目以含有稳定控制器约束的控制问题为基础，针对无线网络化控制系统对象，综合考虑控制系统多种实际约束条件，利用凸优化、最优估计、鲁棒最优控制理论和约束优化理论，采用理论分析与实验验证相结合的方法，建立了稳定控制器等多约束下多输入多输出系统闭环智能分析与设计理论，主要包括线性矩阵不等式形式的改进强H∞ 镇定条件、基于同阶控制器的高阶强H∞控制器设计、能量约束下最优状态估计、多约束下系统优化架构等关键技术。这些研究成果将广泛应用于航空航天、工业控制、环境保护和城市建设等众多领域，具有很大的理论意义和应用前景。