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目前,虽然对T-S模糊广义系统稳定性分析与控制的研究已经取得了一些成果,但是与经典控制理论相比还相差甚远。T-S模糊广义系统的研究尚在起步阶段,还有许多有待解决的问题。本文借鉴线性广义系统理论和现代鲁棒控制理论思想,利用先进的矩阵分析理论和线性矩阵不等式技术(LMI),在Lyapunov稳定性理论框架下,研究了一类T-S模糊广义系统的分析与控制问题。主要工作有以下几个方面:
(一)讨论了T-S模糊广义系统的子系统和全局系统的一致正则、无脉冲和稳定的关系;对于T-S模糊连续广义系统、时滞T-S模糊连续广义系统和不确定T-S模糊广义系统分别研究了稳定性问题,得到了系统稳定的充分条件。
给出了一类T-S模糊离散广义系统的一致正则、因果和稳定的定义;得到了该系统一致正则、因果和稳定的充分条件。
证明了时滞T-S模糊离散广义系统的一致正则、因果和稳定判别定理,此定理克服了当时滞很大时引起的判别法应用时的困难,同时说明带时滞和不带时滞的T-S模糊离散广义系统判别一致正则、因果是等价的。
(二)分别研究了一类T-S模糊广义系统、时滞T-S模糊广义系统、不确定T-S模糊广义系统和不确定T-S模糊广义大系统鲁棒H∞控制问题。所设计的状态反馈控制器,既保证闭环系统稳定而且满足适当的H∞性能指标,这些控制器可以通过解LMI获得,一些数值算例例证了所提出的设计方法。
(三)对于不确定T-S模糊大系统和不确定时滞T-S模糊大系统,分别研究了鲁棒分散保性能控制问题。得到了使闭环系统稳定且保证适当的性能指标的分散保性能控制器的设计方案,仿真算例检验了所给方法的有效、可行。
(四)研究了不确定T-S模糊广义系统的保性能控制问题及最优保性能控制问题。基于LMI处理方法,设计了状态反馈保性能控制器和最优保性能控制器,这些控制器不仅使得闭环系统渐近稳定而且分别具有适当的性能指标上界和最小性能指标上界。利用矩阵分解把非严格矩阵不等式约束转化为严格矩阵不等式约束,从而可以像正常系统一样利用LMI工具箱直接求解控制器。算例说明了最优保性能控制器的优良性能。
我们还考虑了不确T-S模糊广义大系统的鲁棒分散保性能控制器的设计问题。(五)首先将严格无源的概念引入到一类时滞不确定T-S模糊系统中,研究了该系统的无源控制问题。
然后,研究一类T-S模糊广义系统、一类不确定T-S模糊广义系统的无源控制问题。由于广义系统的许多结果不能直接应用,所以,首先通过矩阵分解的方法,证明了T-S模糊广义系统容许的充分条件。在此基础上,引入了严格无源的概念,得到了使闭环系统容许、严格无源的充分条件,并将此条件用线性矩阵不等式表示。把刻画广义系统本质的非严格矩阵不等式约束转化成严格的矩阵不等式约束,它克服了LMI工具箱的局限,从而可以用LMI工具箱同时判定系统的容许、严格无源。还给出了状态反馈控制器的设计方法。
(六)研究了不确定的T-S模糊广义系统在部分执行器可能失效时的鲁棒容错控制、鲁棒容错保性能控制问题;给出了鲁棒容错保性能控制器设计方法。
(七)给出广义模糊观测器的模型,证明了此观测器存在的一个充分条件。基于这个观测器,分析了模糊广义系统的稳定性,说明了在模糊广义系统中也有分离原理成立。