【摘 要】
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在理论研究和工程实践中,很多情况下需要将连续系统转化成离散系统进行研究。在设计和分析线性系统中,周期系统扮演了一个重要的角色,因为有许多问题都可以转化成周期模型。
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在理论研究和工程实践中,很多情况下需要将连续系统转化成离散系统进行研究。在设计和分析线性系统中,周期系统扮演了一个重要的角色,因为有许多问题都可以转化成周期模型。因此,对于线性离散周期系统的研究具有重要意义,学者们对其进行了深入的研究,也取得了比较多的成果。然而对于具有时变状态和输入维数的线性离散周期(LDP)系统的极点配置问题研究的相对较少,需要近一步进行分析研究。本文主要研究了具有时变状态和输入维数的LDP系统的极点配置问题,分别采用状态反馈和输出反馈对具有时变状态和输入维数的LDP系统,设计了有限迭代数值算法和参数化算法。本文主要内容包括如下几个方面:第一,对周期Sylvester矩阵方程的求解算法进行了研究,将周期Sylvester矩阵方程的求解问题和具有定常状态和输入维数的LDP系统的极点配置问题结合到一起,分析了有解的条件,在一定精确度下,给出了迭代解。该迭代算法将分裂原理和梯度迭代算法结合到一起,并用来对具有定常状态和输入维数的LDP系统实现极点配置。第二,对具有时变状态和输入维数的LDP系统如何进行状态反馈极点配置作出了分析研究。通过一些代数技巧,将极点配置问题转化为周期矩阵方程的求解问题,设计了两种参数化极点配置算法。对参数矩阵进行随机选取,得到的增益矩阵均能使得闭环极点配置到复平面上任意位置。进一步,为了提高闭环系统的抗干扰性能,提出了鲁棒状态反馈极点配置算法。第三,对具有时变状态和输入维数的LDP系统如何进行输出反馈极点配置进行了讨论。针对系统状态不能直接测量的情形,采用周期输出反馈,对这类系统的极点配置问题提出了参数极点配置算法。进一步,考虑了鲁棒输出反馈极点配置问题,利用参数化算法中提供的充分的设计自由度,将该问题转化为一个约束优化问题,提出了鲁棒周期输出反馈设计算法。综上所述,本文研究对象为具有时变状态和输入维数的LDP系统,这是一类更广泛意义下的LDP系统。传统的具有定常状态和输入维数的LDP系统是它的一个特例。该文对具有时变状态和输入维数的LDP系统进行了鲁棒极点配置的研究,不仅完善了线性离散周期系统的理论体系,还能在控制工程实践中发挥重要的作用。
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