【摘 要】
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切换系统是一类重要且特殊的混杂系统,因广泛的实际应用背景而备受研究学者关注。关于切换系统的研究多数针对其Lyapunov渐近稳定性,即无限时间上的稳态性能,然而,在实际工程问题中,通常更加注重系统在有限区间内的暂态性能,即有限时间控制问题。此外,一旦发生系统切换,系统的控制信号在切换时刻可能会产生较大的跳变,引起控制颠簸现象,从而导致切换系统出现不期望的暂态性能。因此,研究切换系统的有限时间输入无
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切换系统是一类重要且特殊的混杂系统,因广泛的实际应用背景而备受研究学者关注。关于切换系统的研究多数针对其Lyapunov渐近稳定性,即无限时间上的稳态性能,然而,在实际工程问题中,通常更加注重系统在有限区间内的暂态性能,即有限时间控制问题。此外,一旦发生系统切换,系统的控制信号在切换时刻可能会产生较大的跳变,引起控制颠簸现象,从而导致切换系统出现不期望的暂态性能。因此,研究切换系统的有限时间输入无扰切换控制问题十分必要。本文利用Lyapunov函数方法研究了切换系统的有限时间输入无扰切换控制问题,并且通过Matlab仿真验证了所提控制理论的可行性与有效性。主要研究成果如下:（1）研究了切换系统的有限时间事件触发输入无扰切换控制问题。通过协同设计事件触发机制、一系列切换控制器和改进的切换规则使该控制问题可解。本文给出了抑制切换时刻与触发时刻控制信号颠簸的输入无扰切换性能条件,并且避免了Zeno现象。与已有的事件触发机制相比,本文提出的事件触发机制可以消除由触发引起的控制颠簸;与已有的切换律相比,本文提出的切换律具有一定的最小驻留时间间隔,放松了已有切换规则条件的保守性。（2）研究了切换系统的有限时间输入L2无扰切换控制问题。通过联合设计切换规则和切换控制器,解决了切换系统的有限时间输入L2无扰切换控制问题。与现有的无扰切换性能条件不同,本文提出了一种描述系统切换前后控制信号的能量差的输入L2无扰切换性能条件,更适用于有限时间上的控制。（3）研究了切换时滞系统的有限时间输入无扰切换控制问题。通过切换策略和切换控制器的同步设计,给出了切换时滞系统的有限时间输入无扰切换控制问题可解的充分条件,建立了有限时间控制性能、输入无扰切换性能和时滞之间的关系。需要指出的是,选取的Lyapunov-Krasovskii函数带有微分项,从而消除了时滞的影响。
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