【摘 要】
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切换系统是现代控制理论中比较重要的一类研究对象。在实际的切换系统中,时滞现象、不确定性以及系统内外的干扰等因素与切换机制相互作用,使得切换系统更为复杂。因此,研究
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切换系统是现代控制理论中比较重要的一类研究对象。在实际的切换系统中,时滞现象、不确定性以及系统内外的干扰等因素与切换机制相互作用,使得切换系统更为复杂。因此,研究时滞切换系统的稳定性以及切换系统中的不确定性和干扰处理方法具有重要的意义。本文从切换系统的三个基本问题出发,研究了几类切换系统的极小极大干扰抑制方法和系统稳定性条件,并设计了相应控制器和切换律。本文主要工作概括如下:首先,针对一类带有干扰的线性常时滞切换系统,分别设计了状态反馈控制器和极小极大控制器,同时给出了系统在任意切换信号下均渐近稳定的充分条件;另一方面考虑到切换系统中存在不稳定子系统的情况,运用凸组合的方法进行研究,通过设计状态反馈控制器和相应的切换规则使得切换系统渐近稳定。其次,针对含有不确定参数的线性常时滞有扰切换系统,在用极小极大方法处理干扰和不确定性之后,运用平均驻留的方法,给出了切换系统的鲁棒指数稳定性条件,并将研究结果推广到时变时滞切换系统中;此外,考虑到切换系统中存在不稳定子系统的情况,利用稳定子系统和不稳定子系统被激活的时间比的形式,给出了切换系统指数稳定的充分条件。再次,研究了一类状态不完全可测的连续切换系统和一类离散切换系统的渐近稳定问题。针对第一类系统,引入极小极大方法处理了切换系统中的干扰问题,考虑所有子系统均稳定和所有子系统均不稳定两种情况,分别运用公共Lyapunov函数和多Lyapunov函数方法进行研究,给出了切换系统在任意切换信号下和基于状态观测器重构切换律下渐近稳定的充分条件,同时设计了基于观测器输出的状态反馈控制器。针对第二类系统,分别考虑切换子系统均稳定与均不稳定两种情况,通过将非线性矩阵不等式转化为线性矩阵不等式,给出了离散切换系统在任意切换信号和设计切换律下渐近稳定的充分条件。最后,对本文的主要研究工作进行了总结,并对下一步的研究进行了展望。
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