切换系统的H<,∞>控制及其应用研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:buynewer1111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
切换系统是一类特殊而又重要的混杂系统,近些年来受到了广泛重视,是目前混杂系统理论研究的一个国际前沿方向。其发展涉及系统与控制科学、计算机科学、现代数学、物理学和管理科学等多学科。许多实际系统,如汽车引擎控制系统、智能交通控制系统、电力系统、机器人、化工过程控制系统等,均可由切换系统来描述。切换系统的 H<,∞>控制是混杂系统控制领域中基础的、富有挑战性的课题之一,但其研究工作尚需进一步完善。因此,对其进行研究具有重要的实际意义和理论价值。 以Lyapunov稳定性理论为基础,以线性矩阵不等式(LMI)方法为主要研究工具,分别研究了切换线性系统、不确定切换线性系统、不确定切换奇异系统以及时滞切换系统的H<,∞>控制和鲁棒H<,∞>控制问题,并且获得了一些有意义的结果。主要贡献如下: (1)给出了使切换线性系统具有H<,∞>干扰抑制的状态反馈和动态输出反馈可切换镇定的反馈控制器及其对应的切换规则设计方法。该设计方法在“子系统的能量衰减域覆盖状态空间”的假设之下,使用扩充矩阵维数的技巧,通过解相应的线性矩阵不等式得到控制器和切换规则,从而将控制器增益矩阵和切换规则的求解问题与线性矩阵不等式的可解性联系起来,使得控制器和切换规则的设计过程不依赖于从控制输入到受控输出的增益矩阵是否为列满秩的限制,避免了对每个子系统的正则性假设。 (2)给出了一类具有参数不确定性的切换系统的状态反馈和动态输出反馈鲁棒H<,∞>控制方法。该方法利用线性矩阵不等式,分别设计了不确定切换系统具有鲁棒H<,∞>干扰抑制水平γ的状态反馈和动态输出反馈可切换镇定的反馈控制器和相应的切换规则,并给出了求解控制器增益矩阵的算法。 (3)给出了一类具有参数不确定性的切换奇异系统的状态反馈和动态输出反馈鲁棒H<,∞>控制方法。首先给出了由矩阵不等式表示的使系统是具有鲁棒H<,∞>干扰抑制水平γ的状态反馈和动态输出反馈可切换镇定的充分条件,分别设计了反馈控制器及其对应的切换规则;然后,将这些条件分别转化为线性矩阵不等式;最后,给出了求解控制器增益矩阵的算法。 (4)分别给出了切换时滞线性系统和切换时滞奇异系统的状态反馈H<,∞>控制方法。利用Lyapunov函数和凸组合技术,基于线性矩阵不等式方法,分别得到了使这两类系统具有H<,∞>干扰抑制水平γ状态反馈可切换镇定的充分条件,并设计了反馈控制器及其对应的切换规则;然后利用矩阵不等式方法,分别给出了一类参数不确定性的切换时滞线性系统和切换时滞奇异系统的状态反馈鲁棒H<,∞>控制方法。 (5)由于集装箱岸边桥吊系统具有非线性、时变的特点,采用常规控制方法难以取得满意的效果。本文给出了基于切换控制理论并且以事件驱动为切换规则的切换模型参考防摇控制新方法。仿真实验结果表明该控制方法是有效的。 (6)对所研究的理论和应用问题分别进行了仿真研究。仿真结果表明,所给出的控制器和切换规则的设计方案可以获得良好的控制效果。
其他文献
多自主体系统协调控制作为人工智能的一个新方向,被广泛应用到多机器人系统、无人机系统和移动传感网络中。多自主体协调控制的主要难点在于在有限的计算能力和信息交互能力
随着微电极制造及多通道神经信号记录技术的不断发展,从生物体提取神经元放电活动,并将其同计算机等外部装置连接通讯的神经接口系统正受到越来越多的关注。本文基于灵长类动
舆论传播对生活影响极大,不正确的舆论传播易造成恐慌,通过对舆论传播的研究可以帮助我们进行正确有效的舆论引导。现有的舆论传播模型主要针对观点对观点的影响,忽视了环境
目标跟踪技术已经广泛应用于导航、航空航天、交通以及军事相关领域,在这些领域中,随着目标运动能力的不断增强,目标的运动环境和运动模式越来越复杂,人们对跟踪系统性能的要
人脸自动识别是近年来模式识别领域的一大研究热点,具有广阔的应用前景。本文以人脸自动检测与识别系统项目为背景,主要目的是在人脸检测的基础上完成人脸识别。 本文首先对
近年来监控系统被广泛应用于交通管制、智能武器等方面,运动目标检测与跟踪技术作为数字图像处理的核心技术,也成为监控系统的重要组成部分。本文针对监控系统特别是红外监控
在如今这个科学技术繁荣发展的时代,移动互联网的迅猛发展成为全球通信领域最令人瞩目的现象之一,智能手机也正以前所未有的速度在世界范围内普及。移动互联网和智能手机的繁
传统的采用一般电控技术的工程机械产品,由于技术含量较低、逐渐失去市场竞争力。随着科技的进步和现代施工项目大型化的要求,新一代工程机械不仅需要实现集成化操作和智能控
内外分解及谱分解问题是控制领域的一个重要问题,其应用范围非常广泛,在许多重要问题上都发挥了关键的作用。本文首先在第一章中介绍了内外分解及谱分解问题的三个主要的应用
对人的观察和分析是计算机视觉领域内的一个研究热点,在智能视觉监控、行为理解、步态识别以及虚拟现实等领域有着广泛的应用。由于摄像机的分辨率和视野范围有限,限制了单摄