【摘 要】
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混杂系统是由离散事件动态系统与连续变量动态系统相互作用而形成的一类统一的动态系统。大多数复杂的工业控制过程都可以用混杂系统对其进行建模,如智能交通系统,计算机集成
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混杂系统是由离散事件动态系统与连续变量动态系统相互作用而形成的一类统一的动态系统。大多数复杂的工业控制过程都可以用混杂系统对其进行建模,如智能交通系统,计算机集成制造系统,工业生产的控制与调度系统以及现代飞行控制系统等。混杂系统建模方式有很多种,比如混杂自动机,分段仿射系统,混合逻辑动态系统以及线性互补系统等等。本文主要研究的是线性混杂自动机的控制过程,由于分段仿射系统和混合逻辑动态系统都可以转化成与之等价的混杂自动机模型,因此混杂自动机更为复杂,并且涵盖的范围也更为全面,更具有研究价值。本文中将线性混杂自动机转换成了与之等价的状态依赖空间模型,等价性是指两个系统所产生的轨迹是相同的。由于线性混杂自动机是一类不确定的系统,而状态依赖空间模型为一类含有输入的确定性系统。通过研究可以证明,在转换过程中增加输入变量能够完全描述线性混杂自动机控制模式跳转过程中的不确定性,进而得到与之等价的状态依赖空间模型。然后,利用Grimble最近提出的非线性广义最小方差控制律对转换之后的状态依赖空间模型进行控制,得到了理想的控制结果。非线性广义最小方差控制的系统模型一般包含三个部分:信号传输通道中的延时项;一个稳定的非线性输入子系统;一个由状态依赖空间模型或者多项式矩阵描述的输出子系统(可以是不稳定的)。通过最小化由误差加权项,控制信号加权项和状态变量的加权项所组成的信号的方差能够得到最优控制器。通过对线性混杂自动机的非线性广义最小方差控制的仿真结果进行分析,可以看出此算法能够有效的对混杂系统进行控制。非线性广义最小方差控制正在不断发展和完善之中,系统的鲁棒性和稳定性都需要进一步的探索和研究。
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