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切换线性变参数系统(Switched Linear Parameter Varying System)是由线性变参数(LPV)系统和切换系统(Switched system)综合得到的一类系统,有着广泛的实际背景。线性变参数系统在系统中引入了参数,它能够更精确、更深刻地表示实际系统和非线性系统本身的复杂特性,使得线性系统理论和控制方法可以应用于实际系统和非线性系统。延续了线性变参数系统和切换系统两类系统的特点,切换线性变参数系统比线性变参数系统能够描述实际系统或非线性系统中更加复杂的系统动态,同时可以在控制设计中应用线性系统理论和切换系统的控制方法。目前对切换线性变参数系统研究的时间还相对较短,研究结果也相当有限。本文研究几类切换线性变参数系统的镇定和H∞控制问题,并将得出的理论结果应用于飞行器系统模型中。本文的主要研究内容包括如下:第二章研究了一类连续的子系统均不稳定的切换线性变参数系统的稳定性问题。使用单Lyapunov函数和多Lyapunov函数方法分别提出了稳定性条件并设计了参数相关型的Lyapunov函数和相应的切换律。在单Lyapunov函数方法中首次使用二分法设计了凸组合查找算法。在多Lyapunov函数方法中,使用了广义多Lyapunov函数方法,这一广义的多Lyapunov函数方法突破了传统多Lyapunov函数方法中的切换点处的单调性限制,允许Lyapunov函数值在切换时刻不连续甚至有一定程度的上升。第三章研究了一类离散的子系统均不稳定的切换线性变参数系统。使用广义多Lyapunov函数方法对系统作出了稳定性分析和H∞性能分析。分别给出了系统的稳定性条件和H∞问题可解的充分条件并设计了相应的切换律。应用广义的多Lyapunov函数方法,使离散切换线性变参数系统突破了Lyapunov函数值在切换时刻的单调性限制。第四章研究了一类带有扰动的切换线性变参数系统,研究了它的H∞滤波器设计问题。针对这类系统,应用有界实引理,设计了参数相关型的Lyapunov函数。根据所得到的Lyapunov函数,设计了能够得到变参数滤波器的算法。将所得出的理论结果应用在一个导弹的俯仰轴模型中。第五章研究了一类带有扰动输入并且其参数在一个多胞型内变化的切换线性变参数系统。为减少大参数集给系统带来的保守性,将参数集划分为参数子集并应用平均驻留时间方法设计多个Lyapunov函数使得系统的H∞性能得到改善。利用多胞型的顶点信息,避免网格法的线性矩阵不等式求解过程。在这一章中,将所得出的理论结果应用到了磁轴承系统模型中。第六章研究了一类带有扰动的切换线性变参数系统,应用共同Lyapunov函数方法,对切换线性变参数系统中不同参数子集下的不同模态提出了H∞问题可解的充分条件。将得到的结果应用到F-16飞机模型中,得到了飞机模型在快慢两种切换机制下的响应结果。第七章研究了同时含有快变和慢变两种参数的系统。应用共同Lyapunov函数方法,同时引入了混合函数方法,得到了参数范围更广的求解H∞问题的充分条件。在仿真中,考虑了海拔量变化的F-16飞机模型,应用了所得到的理论结果,在不同海拔量和变海拔的情况下进行了对系统的仿真研究。最后对全文所做的工作进行了总结,并指出了下一步研究的问题。