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近年来,广义系统在电网,经济,航天和生物工程等领域取得了广泛应用,由于模型简化、环境变化和元器件老化等原因,不可避免地会出现各种不确定性。因此,基于精确数学模型的现代控制理论难以使控制系统具有所期望的性能。同时,时滞广泛出现在各类系统中,如通信系统、电力系统、化工过程等,它通常是控制系统不稳定和性能下降的根源。另一方面广义系统由于比普通状态空间系统能更好地描述物理系统而受到越来越多的关注。因此,对不确定广义时滞系统的分析和综合具有重要的理论和实际意义。目前,关于广义时滞系统基本理论稳定性方面的研究有了一定的成果而鲁棒控制问题的研究还不多,其理论有待于进一步发展和完善。本文基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式处理方法研究了不确定广义时滞系统的鲁棒保性能控制、H∞控制等问题。主要内容如下:
⑴针对一类带有不确定的非线性时滞系统,利用李亚普诺夫稳定性定理和线性矩阵不等式工具,得到了此类系统鲁棒渐近稳定的充分条件,并给出相应的鲁棒状态反馈控制器设计。
⑵研究了一类带有时滞的不确定非线性广义系统的H∞控制问题。利用Lyapunov泛函方法和线性矩阵不等式工具,得到了闭环系统鲁棒渐近稳定且具有H∞范数界的充分条件。基于相应的线性矩阵不等式可行解,给出了广义系统H∞控制律的构造方法。
⑶研究了同时具有状态时滞和控制输入时滞的一类不确定广义系统的保性能控制问题.利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式工具,得到了广义系统的状态反馈保性能鲁棒控制器存在的充分条件和设计方法。
⑷研究了一类带有时滞的切换不确定广义系统的鲁棒渐近稳定问题.利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式工具,得到切换不确定广义时滞系统鲁棒渐近稳定的时滞相关充分条件.进一步,建立了一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,利用Matlab软件中的LMI工具箱求解,得到保证切换广义系统鲁棒渐近稳定的最大可允许时滞上界。