【摘 要】
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由于实际系统大多数是非线性的,如何处理非线性系统一直是研究的热点。随着模糊理论的发展,模糊控制理论用来处理非线性系统受到诸多研究人员的青睐,如T-S模糊模型能于任意精度逼近一个光滑且有界的非线性函数,将非线性系统描述为一组局部线性模型的凸组合。对于模糊系统的控制综合已进行深入研究并取得重要成果,如控制器设计、H_∞控制等,大多集中于状态反馈,然而实际系统中一些状态很难被测量或者测量的成本很高,因此
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由于实际系统大多数是非线性的,如何处理非线性系统一直是研究的热点。随着模糊理论的发展,模糊控制理论用来处理非线性系统受到诸多研究人员的青睐,如T-S模糊模型能于任意精度逼近一个光滑且有界的非线性函数,将非线性系统描述为一组局部线性模型的凸组合。对于模糊系统的控制综合已进行深入研究并取得重要成果,如控制器设计、H∞控制等,大多集中于状态反馈,然而实际系统中一些状态很难被测量或者测量的成本很高,因此研究T-S模糊系统的输出反馈控制是有意义的。本文主要对连续时间T-S模糊系统的输出反馈控制中的不足之处进行改进及扩展,主要内容如下:(1)探究了系统的输出反馈控制,给出了静态和动态输出反馈控制器的设计方法。首先,设计了非二次Lyapunov函数和非平行分布补偿控制器,给出了一种新的策略来约束隶属函数的时间导数。其次,利用等价引理和不等式缩放,分别得到了静态输出反馈控制器和动态输出反馈控制器使闭环系统镇定的充分条件,且通过Lagrange乘子法求解系统吸引域,降低了因搜索参数的计算复杂度。(2)研究了系统的动态输出反馈H∞控制,给出了一种简单且有效的动态输出H∞控制器设计方法。首先,设计了无特殊结构的Lyapunov函数,给出了约束隶属函数时间导数界的不等式条件。其次,利用等价引理和隶属函数特性,得到保守性较小的稳定条件并满足H∞性能。此外,所提方法也可以处理前件变量不可测的模糊系统。(3)研究了基于T-S模型的非线性系统的控制综合,分别给出了在Lyapunov水平子集内满足H∞性能的状态反馈、静态输出反馈控制器存在的更具一般性的条件。首先,引入多项式思想,设计了扩展的非二次Lyapunov函数和齐次多项式非平行控制律,给出界定隶属函数时间导数的不等式条件;其次,利用等价扩维引理和引入松弛变量的方法,推导出系统在H∞性能指标下是渐近稳定的充分条件。此外,将多项式技术推广到动态输出反馈控制器设计,得到保守性较小的条件。最后,验证了随着多项式次数的增加,H∞性能指标逐渐降低。
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