吉林大学学报(工学版) ›› 2013, Vol. 43 ›› Issue (05): 1375-1380.doi: 10.7964/jdxbgxb201305036

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基于PSO-DE和LMI的鲁棒静态输出反馈控制

孔英秀1,2, 赵丁选1, 杨彬1, 李天宇1, 韩京元3   

  1. 1. 吉林大学 机械科学与工程学院, 长春 130022;
    2. 金日成综合大学 电子与自动化系, 朝鲜 平壤 999093;
    3. 吉林大学 通信工程学院, 长春 130022
  • 收稿日期:2012-06-26 出版日期:2013-09-01 发布日期:2013-09-01
  • 通讯作者: 赵丁选(1965- ),男,教授,博士生导师.研究方向:工程机器人,流体传动与伺服控制.E-mail:zdx@jlu.edu.cn E-mail:zdx@jlu.edu.cn
  • 作者简介:孔英秀(1971- ),男,博士研究生.研究方向:控制工程学,机器人控制.E-mail:kys611@163.com
  • 基金资助:

    吉林省科技发展计划重点项目(20090335, 201101027).

Robust static output feedback control using PSO-DE algorithm and LMI

KONG Ying-xiu1,2, ZHAO Ding-xuan1, YANG Bin1, LI Tian-yu1, HAN Jing-yuan3   

  1. 1. College of Mechanical Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China;
    2. Department of Electronics and Automation, Kim Il Sung University, Pyongyang 999093, DPRK;
    3. College of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2012-06-26 Online:2013-09-01 Published:2013-09-01

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摘要：

在多目标控制框架下,针对连续多面体不确定系统,提出了一种混合算法来解决鲁棒静态输出反馈控制问题。为了计算静态输出反馈增益,通过把粒子群优化(PSO)和差分进化(DE)的混合算法与线性矩阵不等式(LMI)方法相结合,求解具有双线性矩阵不等式(BMI)约束的优化问题。PSO-DE混合算法用来得到控制器的样本,LMI方法用来最优化系统的性能指标。以混合H2/H∞控制问题为例,给出了一种鲁棒多目标静态输出反馈控制求解的算法。仿真结果表明,与以往的迭代法和DE-LMI算法相比,提出的PSO-DE/LMI混合算法提高了收敛速度和精度。

关键词: 自动控制技术, 静态输出反馈, 粒子群优化算法, 差分进化算法, 线性矩阵不等式

Abstract:

Under the multi-objective control framework, this paper presents a hybrid algorithm to solve the problem of robust static output feedback control for continuous polytopic uncertain system. To obtain the static output feedback gain, the new hybrid algorithm combines the Particle Swarm Optimization (PSO) and Differential Evolution (DE), and the Linear Matrix Inequality (LMI) method. The proposed algorithm can be applied to solve the optimization problem with Bilinear Matrix Inequality (BMI) constraints. The PSO-DE hybrid algorithm is used to obtain a population of controllers, and LMI approach is used to optimize the performance criterion of the system. Taking a hybrid H2/H∞ control problem as example, the detailed algorithm is presented to solve the problem of robust static output feedback control. Simulation results show that the proposed hybrid algorithm improves the convergence rate and accuracy compared with traditional iterative methods and the original DE-LMI algorithm.

Key words: automatic control technology, static output feedback, particle swarm optimization algorithm, differential evolution algorithm, linear matrix inequality

中图分类号: 

  • TP273

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