非线性时滞系统的分布式优化控制器设计与分析

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分布式优化控制,由于其可以充分利用各个控制器之间的交流与合作来减少计算负担的优点,在近年来得到了快速的发展.但针对的系统大多是一般的线性系统或者非线性系统,而在实际应用中,系统又常受到时滞的影响,这给控制问题带来了很大的困难.所以研究非线性时滞系统的分布式优化控制问题很有必要.本文分别针对几类带时滞的非线性系统,利用Lyapunov-Razumikhin条件,提出了保证系统稳定的分布式优化控制算法的设计方法.本文的工作可以概括为以下三部分:第一,针对一类具有输入约束的非线性时滞系统,研究了一种分布式优化控制算法.首先设计了一个有界控制器来保证标称系统的稳定,然后在有界镇定控制器的基础上给出了满足输入约束的分布式优化控制算法.最后在适当的Lyapunov-Razumikhin条件的基础上,给出了保证系统状态最终有界的充分条件,证明了系统的稳定性.第二,研究了一类受制于时滞测量和通信中断的非线性时滞系统的分布式优化控制问题.首先设计了一个有界控制器来保证标称系统的稳定,并对时滞测量和通信干扰模型进行了描述.然后设计了一个可行性问题来判断通信信道传输的数据的可用性,进而给出了分布式优化控制算法.最后在适当的Lyapunov-Razumikhin条件的基础上,给出了保证系统状态最终有界的充分条件,证明了系统的稳定性.第三,研究了一类具有给定切换序列的切换非线性时滞系统的分布式优化控制问题.对于系统的每个模态,首先设计了一个有界控制器来保证标称系统的稳定性.然后给出了满足输入约束的分布式优化控控制算法.最后在适当的Lyapunov-Razumikhin条件的基础上,给出了保证系统状态最终有界的充分条件,并通过仿真实例验证了该方法的有效性.
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