切换模糊系统的智能控制方法研究与稳定性分析

来源 :沈阳大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:chenbin198718
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切换模糊系统是对模糊切换模型的进一步优化,其子系统都是由T-S模糊系统构成,通过切换律在由控制器控制的子模糊系统间切换,与模糊切换系统相比,此系统不依赖于区域规则,将二级模糊规则优化为一级模糊规则,适用于更复杂的实际系统。本文将切换模糊系统作为被控对象,Lyapunov函数与线性矩阵不等式(LMI)方法结合使用,研究了被控对象的容错控制、记忆状态反馈控制、可靠控制等问题。主要研究内容如下:首先,考虑了一类切换模糊系统,该被控对象中包含控制时滞并具有不确定性,针对其自身特性研究了输出反馈控制问题。为了保证所研究系统的稳定性,设计了切换律与输出反馈控制器。数值算例的仿真结果证明研究方法的有效性。其次,考虑了当执行器“严重失效”,且被控对象中具有控制时滞时,研究了该类切换模糊系统的输出反馈可靠控制问题。构造输出反馈可靠控制器与切换策略,以保证被控对象仍然可以渐近稳定。再次,在上一部分的基础上,本部分考虑了切换模糊系统模型与输入中同时包含时滞的情况,针对执行器“严重失效”,为使该系统具有一定的抗干扰性,设计切换律与构造输出反馈鲁棒可靠控制器,使用切换技术在执行器未失效的部分间切换。给出该切换模糊系统渐近稳定的判据。然后,由于时滞系统的无记忆状态反馈控制器无法同时考虑系统中的无记忆项和记忆项。因此,无记忆状态反馈控制器具有一定的局限性且更加保守。研究了基于T-S模糊模型的时变时滞切换模糊系统的记忆状态反馈控制,克服了上述问题。设计记忆状态反馈控制器、切换律,以及选择更具一般性的Lyapunov-Krasovskii泛函方法使研究的一类切换模糊系统渐近稳定。接着,针对一类输入不确定切换模糊系统,考虑了鲁棒控制器的设计方法,并设计切换策略保证被控对象稳定。给出了数值例子来说明所提出的方法的正确性,并比较其与经典PDC法的有效性。然后,研究了一类具有未知非线性干扰的时滞切换模糊系统,在执行器发生故障模式下的记忆状态反馈鲁棒容错控制器及切换律设计问题。运用多Lyapunov函数与LMI相结合的方法,给出系统渐近稳定判据。最后,研究了时变时滞切换模糊系统的非脆弱鲁棒性和记忆状态反馈控制问题。该被控对象中所描述的非线性扰动范数有界且未知。设计切换律,并构造了非脆弱记忆状态反馈控制器,该控制器由两个互不相同的增益项构成,数值算例的仿真图表明被控对象对所有允许的参数不确定性渐近稳定。
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