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许多实际控制系统具有多时间尺度特性和切换特性,例如电力电子系统、液压伺服系统、生物网络等,这些系统可以被描述为奇异摄动切换系统(SPSSs)。由于执行器饱和是典型的非线性,传统的奇异摄动理论局限于光滑系统,现有的关于奇异摄动切换系统抗饱和控制的研究仍然有很多问题亟待解决。因此,本文研究奇异摄动切换系统抗饱和控制器设计和分析问题,主要研究内容如下:1.提出非线性奇异摄动切换系统的抗饱和控制方法。首先,设计抗饱和控制器,抗饱和控制器由动态状态反馈(DSF)控制器和抗饱和补偿器组成。其次,通过构造共同Lyapunov函数提出两种确定抗饱和增益的方法。(1)假设奇异摄动参数?已知的情况下,同时设计依赖于?的DSF控制器增益和抗饱和补偿器增益。(2)假设奇异摄动参数?未知但足够小的情况下,先设计不依赖于?的DSF控制器增益,然后再设计不依赖于?的抗饱和补偿器增益。这两种方法都可以通过求解凸优化问题,来获得最大化的稳定界和吸引域。最后,通过仿真验证所提方法的可行性和有效性。2.提出受扰奇异摄动切换系统的抗饱和控制方法。首先,针对系统受到外部干扰的情况,设计依赖于奇异摄动参数?的干扰观测器对干扰进行估计。其次,设计将干扰的估计值考虑在内的抗饱和控制器,然后利用H?理论和Lyapunov稳定性理论,通过求解线性矩阵不等式(LMI)得到控制器增益。最后,进行数值例子仿真,证明所设计的控制器可以使系统稳定,并具有干扰抑制能力。3.基于上述所提方法提出轧机液压伺服系统抗饱和控制方法。首先,建立基于奇异摄动理论的液压伺服系统的数学模型。其次,基于液压伺服系统设计干扰观测器和抗饱和控制器。最后,通过仿真来分析系统的稳定性和动态性能。