【摘 要】
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切换系统是由有限个子系统及决定子系统工作顺序的切换信号所构成的一类重要的混杂系统,具有广泛的实际工程应用背景和理论研究价值,目前对切换系统的分析和综合己经有了相当多的研究成果.另一方面,由于控制系统网络化程度的提高,有限的通信资源与不断增长的控制任务之间的矛盾也不断增加.而传统的周期采样数据方法会导致通信资源的浪费,为了克服其缺点,事件触发策略被提出.此外,控制元件也可能由于环境干扰而失效,因此提
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切换系统是由有限个子系统及决定子系统工作顺序的切换信号所构成的一类重要的混杂系统,具有广泛的实际工程应用背景和理论研究价值,目前对切换系统的分析和综合己经有了相当多的研究成果.另一方面,由于控制系统网络化程度的提高,有限的通信资源与不断增长的控制任务之间的矛盾也不断增加.而传统的周期采样数据方法会导致通信资源的浪费,为了克服其缺点,事件触发策略被提出.此外,控制元件也可能由于环境干扰而失效,因此提出了可靠性控制设计.其目的是保证系统不仅在所有控制元件正常工作的情况下,而且在执行器出现故障时也能得到期望的性能.本文研究基于事件触发机制的切换系统的可靠性控制问题,本文的主要工作归纳如下:(一)研究了包含执行器故障的切换线性系统的稳定性问题.采用了一个所有子系统通用的事件触发机制,利用平均驻留时间方法和多Lyapunov函数法,给出了线性矩阵不等式的形式的能够保证包含执行器故障的切换线性系统指数稳定的充分条件,并设计了一个基于事件触发机制的系统状态反馈可靠性控制器.(二)对带有外部扰动的包含执行器故障的多胞不确定切换线性系统,研究了其事件触发加权H∞控制问题.首先,对每个子系统分别设计了单独的事件触发策略,并且对系统执行器故障矩阵是已知还是未知的情形分别进行了讨论.对执行器故障矩阵已知的情形,运用平均驻留时间方法和多Lyapunov函数方法,得到了系统指数稳定和H∞控制性能的充分条件.在此基础上,给出了系统状态反馈可靠性控制器和事件触发机制的协同设计.然后,对系统执行器故障矩阵是未知的情形,利用前面得到的结论和已知的执行器故障矩阵约束条件,即故障矩阵的参数具有上下确界,推导出了满足系统加权H∞性能的充分条件,并设计了系统状态反馈控制器和事件触发机制.(三)基于最大最小驻留时间方法,对包含执行器故障的多胞型不确定切换线性系统的H∞控制问题进行了研究.对每个子系统分别设计了单独的事件触发机制,并考虑执行器故障矩阵已知和未知时的情况.运用多Lyapunov函数方法和最大最小驻留时间方法,得到了系统指数稳定和非加权H∞控制性能的一组充分条件,并联合设计了事件触发机制和系统状态反馈可靠性控制器.对于每一个部分的结果,均给出了系统仿真算例来进行验证.
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