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在控制系统的设计中,一个良好的控制器不仅要镇定该被控系统而且要保证系统具有满意的性能。自从Chang等人将积分二次型成本函数应用于参数不确定系统提出保成本控制以来,考虑鲁棒稳定性和鲁棒性能的不确定系统的保成本控制问题已经引起了人们的关注。不确定性是工业过程、物理系统、网络传输等众多领域中普遍存在的现象,如电力系统、转盘系统及大型带钢连轧系统,是导致系统不稳定和性能恶化的主要因素。而最早由Chang等人首次提出的保成本控制,其优点就在于保证闭环系统鲁棒稳定的同时,又保证了系统不确定性引起的恶化后的性能指标小于事先估计的性能指标上界。如何抑制不确定性造成的系统性能下降,如何建立系统中不确定性与系统保成本控制之间的关系,以及给出保成本控制下系统的不确定性界的估计和限制条件等均是非常必要和有意义的。
本文主要研究,一类变时滞动力系统的保成本控制问题,一类含非线性项时滞系统的保成本控制问题及一类多时滞不确定系统的非脆弱保成本控制问题。全文共分为四章,主要内容如下:
第一章,介绍不确定系统鲁棒控制问题的历史背景及其发展,阐述本文研究的目的和意义及其国内外研究的现状。
第二章,研究了一类变时滞动力系统的保成本控制问题。基于Lyapunov稳定性理论及线性矩阵不等式(LMI),对一类变时滞动力系统,设计了一个非脆弱的保成本控制器,使闭环误差系统渐近稳定,并且保证闭环性能指标不超过某个确定的上界。
第三章,本章基于ORGY方法与线性矩阵不等式,对一类含非线性项时滞系统,构造一个无记忆状态反馈保成本控制器,确保闭环系统渐近稳定,并且保证闭环性能指标不超过某个确定的上界。
第四章,本章基于Lyapunov稳定性理论及LMI,对一类多时滞不确定系统,设计了一个非脆弱的保成本控制器,使闭环系统渐近稳定,并且保证闭环性能指标不超过某个确定的上界。