时滞脉冲作用下的非线性系统稳定与镇定研究

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脉冲控制由于其成本低、可靠性高、易实现等优点,在通讯、生物、经济等领域有着广泛的应用.从控制理论角度来看,脉冲是系统输出在离散时刻的采样.脉冲信息在传输过程中,受网络拥塞等因素的影响,不可避免地存在传输时滞.过大的传输时滞将降低系统性能,甚至破坏系统的稳定性.因此,定量地分析脉冲时滞对系统稳定与镇定设计的影响,确保系统对小的脉冲时滞具有鲁棒稳定性是十分必要的.本文分别就非线性时滞Lure系统的时滞脉冲同步、T-S模糊时滞系统的时滞脉冲控制以及具有时滞脉冲效应的非线性奇异摄动系统,提出了在时滞脉冲作用下的稳定性分析与镇定设计的新方法。主要工作如下:   ⑴研究了非线性时滞Lure系统的时滞脉冲同步问题。考虑了系统输出信号存在传输时滞.引入与脉冲时间序列相关的Lyapunov函数,并结合Razhumikhin技术分析同步误差系统的指数稳定性.运用凸组合技术,建立了系统时滞输出反馈完全同步脉冲方案.该方案对小的传输时滞具有鲁棒性.应用该同步方案于蔡氏电路的脉冲同步问题,得到了输出反馈脉冲控制律及可同步的传输时滞的最大上界。   ⑵研究了T-S模糊时滞系统的时滞脉冲镇定问题。引入T-S模糊规则,将一类非线性时滞系统表示为T-S模糊时滞系统,并提出了模糊时滞脉冲镇定方案.运用时变Razhumikhin型Lyapunov函数分析技术,建立了系统可模糊脉冲镇定新的准则.该准则揭示了脉冲区间长度及脉冲时滞大小对模糊脉冲控制律设计的影响.与已有结果相比,较大地提高了系统可脉冲镇定的脉冲区间长度上界.进一步地,将求解脉冲控制律增益矩阵问题转化为一组线性矩阵不等式可解性问题.通过求解该组线性矩阵不等式,可获得脉冲时滞的最大上界。   ⑶研究了时滞脉冲作用下的非线性奇异摄动系统的指数稳定性问题。运用双时间尺度分解,将系统分解为带有时滞脉冲的慢子系统和无脉冲的快子系统.由快慢子系统的Lyapunov函数构建全阶系统的向量Lyapunov函数,运用脉冲向量微分不等式技术,得到了系统对于充分小的奇异摄动参数指数稳定判据,并给出奇异摄动参数上界的估计.该判据依赖于脉冲时滞的大小,当脉冲时滞为零时,涵盖了已有的结果.所得到的结果应用于具有未建模动态和脉冲效应的DC-电动机系统,得到了新的稳定性条件。
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