几类切换模糊系统的稳定性与鲁棒控制

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如果切换系统的子系统为模糊系统,则称为切换模糊系统。它是一种更为复杂的混杂系统。这类系统更能准确刻化实际系统中模糊特性、连续动态和离散动态的相互作用及运动行为。同切换系统和模糊控制系统方面的成果相比,关于切换模糊系统的问题的研究结果尚相当有限,许多问题亟待研究。本文研究几类切换模糊系统的稳定性和鲁棒控制问题。全文概括如下: 第一章简要地介绍了混杂动态系统、切换系统以及模糊控制系统、切换模糊系统的研究背景、研究方法、发展状况以及本文的主要工作。 第二章提出一类切换模糊系统的模型并讨论了一类离散切换模糊系统在任意切换下和设计切换下的渐近稳定性问题,给出各种稳定性条件和设计方法。 第三章分别研究了模糊系统和具有不确定性的模糊系统的混杂控制问题。分别利用单Lyapunov函数技术和多Lyapunov函数技术得到了系统稳定两个充分条件及切换律的两种设计方案。本章结果表明,尽管单一连续的状态反馈控制器不能使得系统稳定,却可以采用混杂状态反馈的方法实现这一目的。 第四章在第二章的基础之上,分别就连续切换模糊系统和离散模糊系统两种类型的系统,提出了松弛的稳定性问题。在有控制输入时,提出了切换模糊系统松弛的稳定的两个条件。同时给出了实现系统全局渐近稳定的切换策略。该方法避免了并行分配补偿(PDC)法中因模糊规则数较多求解公共矩阵P的困难,主要条件以LMI的形式给出,具有较强的可解性。 第五章研究了切换模糊系统状态反馈H<,∞>棒控制问题。基于LMIs和H<,∞>控制理论,利用单Lyapunov函数方法,设计状态反馈控制器与切换策略,使闭环切换模糊系统在切换策略下具有H<,∞>生能指标γ。 第六章给出了不确定切换模糊系统和带有扰动的不确定切换模糊系统的鲁棒控制器的设计。首先,针对不确定切换模糊系统采用传统的平行分布补偿(PDC)控制器的设计方案,并给出了切换律的设计方案。然后,考虑带有扰动的不确定切换模糊系统,提出了一种优于传统控制器的鲁棒切换状态反馈控制器设计方案。 第七章讨论一类具有不确定性的切换模糊系统的鲁棒镇定问题和一类具有不确定性的切换模糊系统鲁棒自适应跟踪控制问题。采用多Lyapunov函数,针对各自模型中未知上界的外部干扰,分别设计模型的自适应鲁棒控制器,并分别给出相应的切换策略,去研究系统的鲁棒镇定和跟踪控制。 第八章是结论与展望。
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