旋风除尘器广泛应用于石油化工、火力发电、金属冶炼和粉体加工等领域。但普通旋风除尘器对1～5μm超细颗粒分离效率始终较差，已经无法适应当今越来越严格的法律法规及相关标准。近年来，大批专家学者们针对提高旋风除尘器对超细颗粒的分离性能方面进行研究，目前主要的研究方向集中在增加额外转动部件上。本文研究一种内置离心叶轮的新型动态旋风除尘器，通过离心叶轮的高速旋转可实现对1～5μm超细颗粒的有效分离。新型旋风除尘器结构复杂，含尘气体在设备内不同位置的受力情况、流场变化及分离特点无法用统一理论进行描述，且具有明显的连续/离散混杂特性。本文结合混杂系统控制分析方法，对新型旋风除尘器分离模型进行数学建模，分析设备分离性能特点以及关键参数对分离效率的影响。研究内容为新型旋风除尘器的结构设计与优化控制提供理论依据，实现了设备对超细颗粒的高效分离。
　　首先对混杂系统的控制分析方法进行研究。提出了保守性更弱，适用性更强的模态依赖平均脉冲区间脉冲信号，对一类异步脉冲切换混杂时滞系统的同步性问题进行研究。通过构造衰减率依赖的多Lyapunov泛函和模态依赖平均驻留时间切换信号，研究了一类离散时滞切换系统稳定性和L2增益性能。设计了一类灵活度高，保守性弱的混杂牵制时滞脉冲控制器，使反应扩散系统实现同步。通过数值模拟验证了以上所提出控制方法的可行性以及理论成果的有效性。
　　最后研究混杂系统理论在新型旋风除尘设备中的应用问题。对新型旋风除尘器的工作原理与混杂特性进行分析，利用混杂系统控制分析方法对新型旋风除尘器分离模型进行数学建模，对超细颗粒在设备中各阶段的动力学行为进行数学刻画。通过设计一类模态依赖平均驻留时间切换信号，使混杂分离模型实现有限时间有界并满足H∞性能。利用龙格库塔方法对混杂分离模型数值求解，绘制颗粒的理论分离轨迹图，分析关键结构参数和工况对旋风除尘器分离性能的影响，以及各阶段的分离特点。运用蒙特卡洛方法分析颗粒临界粒径和设备分离效率随参数变量变化的规律，验证了所提出的混杂分离模型的有效性和可行性，最终实现了新型旋风除尘器的稳定运行以及对超细颗粒的高效分离。