不确定时变时滞切换系统非脆弱H∞控制

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切换系统是动态混杂系统中的一种重要类型,在控制领域研究中得到广泛关注。时变时滞、不确定性广泛存在于工程系统中,导致系统性能下降。针对这种情况,近年来,越来越多研究者采用鲁棒控制方法,即找到控制器增益K,使得加入控制器后的闭环系统是稳定的同时满足给定的性能指标。但由于传统的鲁棒控制方法所设计的控制器在数字实现过程中会受到其它因素影响,如计算截断误差、字长限制、环境温度变化、元器件老化等,使得控制器对自身参数很小的变化也会很敏感(脆弱性)。实际中的系统可能会受脆弱性的影响导致性能下降甚至无法运行,因此所设计的控制器就需要能够承受一定范围内的参数变化。本文讨论了一类不确定变时滞切换系统在构造的切换律下的非脆弱H∞控制问题。具体内容如下:第一章介绍了切换系统、时滞系统、鲁棒H∞控制、不确定系统的基本概念、非脆弱基本概念。第二章介绍了本文所需定义及引理。第三章考虑一类不确定变时滞切换系统的非脆弱状态反馈H∞控制问题。将凸组合方法和单Lyapunov函数方法结合,利用不等式放缩引理,得到满足H∞控制的矩阵不等式。进一步使用Schur补引理得出线性形式,即满足H∞控制的充分条件并用数值仿真验证了定理的有效性。第四章考虑一类不确定变时滞切换系统基于状态观测器的非脆弱H∞控制问题。利用Lyapunov泛函方法和引理,得出线性矩阵不等式。即满足H∞控制的充分条件并用数值实例仿真验证了定理的有效性。第五章在第四章基础上研究含有不确定性的时变时滞系统的动态非脆弱输出反馈H∞控制问题。当所得线性矩阵不等式组成立时,闭环系统是具有非脆弱H∞干扰抑制水平γ动态输出反馈可切换镇定的,并用数值实例LMI仿真验证定理有效性。第六章考虑了这类系统的滤波器H∞控制问题。最后形成线性矩阵不等式并用LMI工具箱进行数值仿真对定理进行验证。最后对本文的全部工作进行总结概括,并对论文课题的未来研究的方向进行了展望。
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