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众所周知,模糊逻辑系统利用模糊集合和模糊推理处理许多难以用数学工具精确描述的不确定信息,是处理复杂非线性系统的有效途径,由此形成的模糊控制是目前研究非线性系统的重要方法。而基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型的模糊控制被广泛用于非线性系统的控制研究,它可以使许多经典的线性系统理论应用于非线性系统分析和控制器设计,成为了研究非线性系统简单而有效的方法。最近,一些新的T-S模型相继被提出,例如:T-S模糊双线性模型、T-S模糊非线性模型、T-S模糊双曲型偏微分方程模型等。 本文根据Lyapunov稳定性定理、并行分布补偿(PDC)算法、鲁棒控制理论、H控制理论和非脆弱保性能控制理论,结合线性矩阵不等式(LMI)技术,分别基于T-S模糊双曲正切模型和T-S模糊双曲型偏微分方程模型深入研究了非线性常微分方程(ODE)系统和非线性偏微分方程(PDE)系统的稳定化控制问题。 主要工作总结如下: 第一,提出一种T-S模糊双曲正切模型研究一类非线性常微分方程系统的稳定化问题。这个模型的后件部分为双曲正切动态模型,它被用来表示非线性系统。通过构造新的Lyapunov函数,基于Lyapunov稳定性理论,以LMI的形式给出开环系统稳定的充分条件。然后,用PDC算法设计模糊双曲正切控制器,以LMI的形式给出闭环系统渐近稳定的充分条件。与基于T-S模糊模型的控制方法相比,该方法能在状态稳定时间几乎相同的情况下获得小得多的控制振幅,可认为是“软”约束控制方法。最后,两个仿真例子说明了所提方法的有效性和优点。 第二,利用基于T-S模糊双曲正切模型的“软”约束控制方法研究非线性常微分方程系统的鲁棒H?控制。根据Lyapunov稳定性理论,以LMI的形式给出了鲁棒H?模糊控制器的设计方法。与基于T-S模糊模型的H控制方法相比,该方法在控制系统时所需的控制输入要小的多。 第三,利用基于T-S模糊双曲正切模型的“软”约束控制方法研究非线性常微分方程系统的非脆弱保性能控制。首先,一个不确定T-S模糊双曲正切模型用来表示非线性系统。然后,基于PDC算法设计模糊非脆弱控制器,以LMI的形式给出了系统渐近稳定且成本函数满足一个上界的充分条件。与基于T-S模糊模型的非脆弱保性能控制方法相比,该方法能获得小得多的控制振幅。最后,一个仿真例子说明了所提方法的有效性和优点。 第四,研究了一阶非线性双曲型偏微分方程的非脆弱保性能控制问题。一个不确定T-S模糊双曲型偏微分方程模型用来精确表示非线性系统。基于PDC算法,设计了空间分布的非脆弱控制器,以空间微分线性矩阵不等式(SDLMIs)的形式给出系统渐近稳定且成本函数满足一个上界的充分条件。与现有的方法相比,该方法能容忍更大的控制增益扰动。最后,通过一个非线性双曲型PDE系统说明了所提出方法的有效性和优点。 最后,对全文进行了概括性总结,并指出了未来的研究工作。