执行器饱和不确定离散控制系统的稳定性分析

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饱和非线性不可避免地存在于实际控制系统中,执行器饱和是一种最常见也是最重要的饱和非线性.当系统的控制输入受到一定的约束时,系统便会处于饱和状态,系统的动态性能特别是系统的稳定性将会被改变或破坏.分析执行器饱和系统的稳定性一直是有关学者研究的主要问题,同时对解决控制系统中的饱和问题具有重要作用.本文研究不确定离散系统当执行器受饱和限制时的稳定性.首先,分析执行器饱和不确定离散系统的稳定性.针对执行器饱和多输入不确定离散线性系统鲁棒可稳定问题,依据Lyapunov稳定性理论,构造饱和相关Lyapunov函数.结合相应的矩阵不等式,运用Finsler’s引理,推导出可以保证闭环系统渐近稳定的充分性判据及鲁棒状态反馈控制律.通过水平集对系统的吸引域进行估计,设计能够使吸引域尽可能大的凸优化问题.其次,分析执行器饱和不确定离散时滞系统的稳定性.针对系统中的时滞,基于Lyapunov-Krasovskii方法,为使系统保守性尽量小选取饱和相关Lyapunov函数.运用LMI技术推得反馈控制系统稳定的方法.结合矩阵理论,给出了具有状态时滞闭环系统渐近稳定的判定定理及鲁棒稳定控制器设计方法.最后,通过数值算例验证了控制器设计方法的可行性和有效性.
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