时滞系统鲁棒H∞控制及在网络控制中的应用研究

来源 :湖南工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kitty1973
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由于时滞现象广泛出现在各种工业、物理和工程系统中,而且时滞的存在常常会降低控制系统的性能,甚至会导致整个系统不稳定。因此,对时滞系统稳定性的研究一直是控制领域的热点,引起了许多专家学者的普遍关注。另一方面,时滞系统鲁棒H_∞控制问题的目标是设计合适的控制器使得系统在满足给定H_∞性能指标γ的情况下是渐近稳定的,这是一个具有重要理论和实际意义的研究课题。本文针对目前鲁棒H_∞控制理论的研究现状,在已有结论的基础上,首先研究了时变时滞系统的时滞相关鲁棒稳定性及H_∞控制器的设计问题,然后利用时滞系统理论来研究具有随机时延及数据包丢失的网络控制系统。具体的研究内容与所得结论如下:1)主要基于Lyapunov第二方法研究一类时变时滞系统的时滞相关鲁棒稳定性。首先针对时滞d (t)的两种情形,其一,时变时滞是连续但不可导的情形;其二,时变时滞是连续可导的情形。利用时滞分解技术进行构造一个新的Lyapunov-Krasovskii泛函,并结合逆凸组合方法,分别获得了保证时变时滞系统渐近稳定的时滞相关有界实条件。最后通过数值实例仿真验证了所得结论的有效性。2)主要研究一类基于状态反馈的时变时滞系统时滞相关鲁棒H_∞控制问题。首先针对时滞d (t)以上的两种情形,利用上述方法分别对时变时滞系统进行H_∞性能分析,由此获得了保证系统渐近稳定的时滞相关有界实条件。对于矩阵不等式中存在的非线性项,本文采用改进的锥补线性化(ICCL)算法进行Matlab仿真,并获得了H_∞状态反馈控制器增益。最后通过数值实例仿真验证了本文方法的可行性与有效性。3)主要将随机理论与时滞系统方法应用于研究具有随机时延及数据包丢失的网络控制系统的时滞相关鲁棒稳定性与H_∞控制问题,并获得了保证网络控制系统渐近稳定的时滞相关有界实条件。对于矩阵不等式中出现的非线性项,也采用上述的ICCL算法,最后得到了H_∞状态反馈控制器增益。通过数值实例仿真表明,本文方法具有一定的优越性。
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