几类不确定时滞系统的鲁棒稳定性分析及H∞控制器设计

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ppt20041
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由于时滞经常是系统不稳定且表现欠佳的原因,在过去的几十年,时滞系统的稳定性分析成为一个热点。实际工业过程控制系统中一般会存在时滞现象,而滞后特性往往会严重影响到控制系统的性能指标,甚至使系统不稳定性。所以时滞系统的研究具有重要的理论和实际意义。与非时滞系统相比,目前对时滞系统的研究还不够深入,特别是对于奇异时滞系统的研究成果还不多,而时滞系统结合控制器设计的研究更成为近来研究的热点。   本文研究几类不确定时滞系统的鲁棒稳定性问题。分别研究了一类具有多状态时滞和参数不确定性的奇异系统的鲁棒稳定性问题,以及具有状态时滞和干扰的不确定非线性系统的鲁棒可靠H∞控制问题,一类具有可变时滞和积分项的不确定奇异系统的鲁棒稳定性问题。   首先,论文研究一类具有多状态时滞的不确定奇异系统,提出了新的稳定性判据。通过引入状态变换,原系统的鲁棒稳定性研究转化为等价系统的鲁棒稳定性研究。应用Lyapunov方法,通过构造与该奇异系统相适应的Lyapunov-Krasovskii泛函,和线性矩阵不等式(LMI)方法,等价系统的鲁棒稳定性问题得到了研究。利用状态的二次型和线性矩阵不等式,新的时滞相依鲁棒稳定性判据被获得,它同时也保证了原系统的鲁棒稳定性;然后,对上面提出的Lyapunov-Krasovskii泛函进行了改进,用改进后的新的Lyapunov-Krasovskii泛函研究等价系统,得到了改进的时滞相依鲁棒渐近稳定的新充分条件,该充分条件同时也保证了原系统是鲁棒渐近稳定的。   其次,针对一类具有状态时滞和干扰输入的不确定非线性系统,研究它的鲁棒可靠H∞控制,该类系统的非线性项是范数有界的。首先,应用基于Lyapunov的方法,对不含有不确定项的非线性系统,给出了保证系统渐近稳定的判据,并使得系统具有干扰衰减。进一步,经过合理推导和使用前面已经得到的结果,也得到了具有参数不确定项的非线性系统的稳定性判据。在设计状态反馈H∞控制器过程中,使用了线性矩阵不等式(LMI)最优化方法。   最后,论文研究一类具有时滞和积分项的不确定奇异系统的鲁棒稳定性问题。本章中,基于Lyaounov第二方法,构造了新的针对该系统的Lyapunov泛函,它有效地处理了时滞项和积分项同时存在的问题。利用严格的线性矩阵不等式和Schur-补,给出了新的时滞不相依和时滞相依的稳定性充分条件,它保证对所有容许的不确定项,系统是鲁棒渐近稳定的。
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