区间二型T-S模型网络系统的H_∞控制器综合

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模糊控制理论在处理复杂非线性系统时具有巨大的优势,因为T-S模糊模型可以用局部线性系统以任意精度逼近全局非线性系统。T-S模糊模型在实际生活和工程中已有很多应用,一型模糊集合理论是对经典集合理论的扩展,但一型模糊集合在处理不确定性参数时存在局限性,而二型模糊集合对此做出了扩展。由于二型模糊集合增加了计算复杂度,导致其在实际应用中失去优势。为了解决计算复杂度问题,区间二型模糊集合对二型模糊集合做出了相应的改进。本文基于区间二型T-S模型网络控制系统控制器设计问题展开了研究,研究内容主要包括以下三部分:第一部分:研究了带有网络诱导时滞的不确定网络控制系统H∞控制问题。根据Lyapunov-Krasovskii泛函方法并结合矩阵不等式放缩技巧,给出了闭环模糊系统渐近稳定的充分条件。通过引入自由权矩阵变量来表示Newton-Leibniz公式中各项之间的关系,运用矩阵分解方法有效的解决了系统中参数不确定性的问题,采用并行分布补偿法设计出该系统的控制器。最后,通过数值仿真验证该设计方法的有效性。第二部分:研究了带有事件触发机制的网络控制系统的H∞容错控制问题。一方面,针对具有网络诱导时滞的参数不确定性网络控制系统,对有效的减少网络通信通道中的数据问题,考虑带有事件触发机制特点的系统模型;另一方面,对执行器任意失效的问题,考虑带有容错控制特点的系统模型。并且引入辅助矩阵,降低系统结果的保守性。通过设计出前提不匹配的状态反馈控制器,使网络控制系统渐近稳定且满足抑制干扰性能。第三部分:研究了基于辅助函数积分不等式控制器综合问题。针对具有网络诱导时滞的参数不确定性网络控制系统,通过辅助函数型积分不等式估计出更加精确的积分上界、引入具有增广项的Lyapunov-Krasovskii泛函、构造含有三重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函、利用倒数凸组合及矩阵分解等技巧,进一步的降低结果的保守性,设计出了状态反馈控制器,使网络控制系统渐近稳定且满足抑制干扰性能。最后,通过数值仿真验证该设计方法的有效性。
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