不确定线性系统的事件触发控制研究

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随着计算机技术和通信技术的飞速发展,传统的有线网络技术正在迅速地被无线网络技术取代。相比于有线网络技术,无线网络技术的优点是方便并且价格低廉,但缺点是能耗非常的高,利用时间采样机制很难满足应用要求。在二十一世纪的今天,对于人类来说,资源越来越紧缺,资源的有效利用和低能耗才是社会所需要的。面对这种情况,事件触发机制被引入了控制系统中。事件触发机制是进行的非周期采样,也就是说,系统仅在某个系统参数或者系统指标的误差超过规定的阈值时,才需要重新计算控制量,控制系统的控制任务才会被执行。由于外部干扰、未建模误差和系统的各种故障等原因,系统在建模过程中存在着不确定性,并且不确定性是各种各样的,实际控制对象的精确模型不容易得到,于是对鲁棒控制的研究在这样的背景下产生并且不断地得到发展。不确定性在大大小小的系统中都会出现,对系统中出现的不确定性进行研究分析,有利于研究分析系统的稳定性以及鲁棒稳定性,有利于得到所期望的控制要求和性能指标,有利于系统的设计和应用。本文基于事件触发机制,对不确定线性系统进行了研究。主要算法内容分为三个部分,主要工作概述如下:第一部分,考虑系统参数不确定的情况下,采用事件触发机制设计输出反馈控制器,并构成闭环控制系统。首先,基于线性矩阵不等式方法建立稳定性判据,以保证闭环系统的指数稳定性。其次,给出了事件触发间隔时间存在一个正下界的证明。最后,通过仿真验证了所设计的输出反馈控制器在事件触发条件下能够保证系统指数稳定,并且能够提高系统资源的利用率。第二部分,考虑系统参数不确定的情况下,基于事件触发机制,并考虑了基于状态观测器的状态反馈控制问题。首先,系统的输出仅在不满足事件条件时被传送给状态观测器,通过控制系统和状态观测器误差系统构成闭环控制系统。其次,针对闭环系统给出了线性矩阵不等式组的形式,以确保连续时间线性系统以及观测器误差系统具有Lyapunov稳定性。最后,仿真结果可以得出理论是可行的,并且算法是有效的。第三部分,考虑系统参数不确定和具有外界干扰的情况,基于事件触发条件,在状态观测器基础上设计了控制器,并构成了闭环控制系统。然后,证明了系统不仅具有Lyapunov稳定性,还满足一定的性能指标,并且通过线性矩阵不等式求解了控制器增益,得到了系统的控制器。最后,仿真结果可以得出理论是可行的,并且算法是有效的。
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