几类切换系统的异步控制问题研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:asjdkajsk
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
切换系统作为一类重要的混杂系统,可以描述许多实际的复杂系统,一般由有限数量的子系统和控制这些子系统切换的切换信号构成。由于切换系统在通讯、化工、电力、制造等领域的广泛应用,关于切换系统的稳定、镇定、观测、滤波和降阶等问题的研究已取得大量的成果。然而,现有的研究大多建立在控制器模态与系统模态完全保持同步的条件下,这在实际系统中是难以实现的。控制器模态与系统模态出现异步的情况称为异步现象,当切换系统系统出现异步现象时,系统的运行机理和动态行为将变的非常复杂。因此,切换系统的异步控制问题是具有研究意义和挑战性的。本文研究了几类切换系统的异步控制问题,主要工作概括如下:
  第二章研究了时变时滞切换系统的鲁棒异步控制。基于Lyapunov-Krasovskii泛函和自由权矩阵方法,考虑执行器饱和,将抗饱和补偿器增益求解和吸引域最大化的问题转化为凸优化问题;考虑随机扰动,设计了保证闭环系统L2-L∞有限时间有界的异步控制器。通过构造新的Lyapunov-Krasovskii泛函,释放了时变时滞导数小于1的限制条件,降低了保守性。
  第三章研究了基于数据采样的切换模糊系统的异步控制。考虑由于系统模态采样导致的异步切换现象,基于输入时滞方法和T-S模糊控制方法,将数据采样的非线性切换系统转化为时变时滞异步切换模糊系统,设计了保证闭环系统指数稳定的异步控制器。应用模态依赖的平均驻留时间方法,降低了保守性。
  第四章研究了基于事件触发的异步切换系统的滑模控制。考虑分布式采样和通讯以及系统不确定性和状态不可测,建立了相应的基于观测器的滑模控制框架,分别设计了事件触发条件、观测器、滑模控制律。进而通过Lyapunov-Krasovskii泛函和模态依赖的平均驻留时间方法,得到了闭环系统H∞指数稳定的充分条件。
  第五章研究了异步切换正系统的滑模控制。考虑系统正性和状态不可测,基于余正型Lyapunov-Krasovskii泛函和模态依赖的平均驻留时间方法,研究了闭环系统的正性和指数稳定性,分析了L1增益性能,设计了相应的观测器和滑模控制律,提出观测器增益和控制器系数的迭代求解算法,释放了参数法系统控制输入系数矩阵为1的约束条件,降低了保守性。
  第六章研究了Markov切换系统的异步控制。考虑广义异步Markov切换系统,通过将切换时滞和状态时滞建模为Markov链,将系统增广为时滞自由的Markov切换系统,得到了系统容许性的充要条件。考虑系统模态辨识错误引起的异步现象,分析了转移信息不完整的连续和离散异步Markov切换系统的稳定性和镇定问题。
  最后对全文的工作进行了总结,并指出了下一步研究的主要方向。
其他文献
近几年来,无线定位技术得到快速发展,应用领域包含航天、天气监测、道路路况检测、智能家居等。其中基于无线信号(Wireless-Fidelity,Wi-Fi)的定位能够为智能手机等具有无线上网功能的设备提供定位服务,以及基于接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication,RSSI)测距的定位能够计算出无线传感器网络中节点的位置坐标。由于无线定位受到很多因素的
学位
六氟化硫(SF_6)气体作为一种性能优异的绝缘和灭弧介质,在气体绝缘组合电器(GIS)、气体绝缘变压器(GIT)、气体绝缘线路(GIL)等电气绝缘设备之中得到了广泛的应用。然而,当设备内部由于绝缘故障而发生局部放电或局部过热时,SF_6气体会在高电压或高温条件下分解生成众多具有强化学活性、腐蚀性和毒性的分解产物,严重威胁到电气设备的安全运行和维护人员的身体健康。因此,实现对SF_6气体分解产物的组
学位
连续波泥浆脉冲传输技术是随钻数据泥浆脉冲传输技术的前沿发展方向。为抑制复杂噪声干扰,保障可靠、高速传输,井下连续波脉冲器需产生高度相似正弦式原始压力波形,因此其转阀结构设计尤为重要。考虑到振荡剪切阀较之于旋转阀具有不易堵塞、波形调制方便等优点,在充分考虑电机加速-匀速-减速的运动特性下,本文对振荡剪切阀端面结构与转子非端面结构进行优化设计,以获得可现场应用的转阀形状,完成的主要工作如下:1)设定了
学位
加热炉生产过程的操作优化是通过优化设定加热炉的各段温度,使板坯温度符合轧制要求的同时,降低能源消耗并减少氧化烧损,以提高加热质量,降低生产成本。加热炉作为钢铁工业的重要设备,研究其生产过程操作优化不仅有利于丰富钢铁生产过程优化理论,对于提高钢铁企业的产品质量与节能水平也有重要实际意义。  针对加热炉生产过程操作优化(Operation Optimization of Furnace Process
学位
连铸坯表面温度是优化拉坯速度和判断液相穴深度的关键参数,同时还可为二冷配水系统的闭环控制提供反馈信号,这对提高铸坯产量和质量具有重要意义。  现有单光谱及三光谱CCD铸坯表面测温仪能够通过在线重构算法解决氧化铁皮带来的测温波动,稳定性可达±5℃。但测温仪需要预先设定发射率或假定被测目标为灰体辐射,不能保证温度测量的准确性。多光谱测温法在一定程度上可以减小发射率的不确定性对测温结果的影响。然而,将其
基于模间干涉原理的光纤传感器因其结构简单灵活、易于制备、成本低廉等独特的优势而得到人们的广泛关注,在光纤传感领域具有重要研究价值和巨大应用潜力。模间干涉型光纤传感器的核心原理是基于光纤内传导的模式间干涉对外界变化的敏感而实现传感的,随着对传感器特性的深入研究,模间干涉型传感器目前主要面临着检测精度低、解调方法可靠性差、温度交叉敏感问题等。本文研究工作主要是围绕着基于模间干涉原理的光纤传感技术开展的
磁场检测在很多领域都有重要的应用,例如军事,工业和电力系统传送等领域。与传统的电磁传感器相比,光纤磁场传感器由于其体积小、灵敏度高及抗电磁干扰等优点吸引了众多研究学者的关注。光子晶体光纤因其灵活的空气孔结构而具备很多独特的光学特性,也使其易于通过与敏感材料的结合实现传感的目的。磁流体作为一种新型的功能介质,它有许多磁光特性,如双折射特性、法拉第效应、场透射特性和可调折射率特性等,近年来,基于磁流体
随着科学技术的不断发展,工业系统的规模和复杂程度也不断增加,通过传统的基于机理建模的方法得到系统精确的数学模型也越加困难,且需要花费大量的时间与精力。此外,许多工业系统在运行过程中均能产生大量的离线和在线输入、输出数据,这启发人们思考如何利用数据取代机理模型,直接设计相应的数据驱动控制方法。对于无故障的线性或仿射非线性系统,基于自适应动态规划技术,可利用系统的输入、输出数据(无需系统矩阵、系统动态