广义时滞系统的可靠控制与有限时间变结构控制

发布时间：2020-06-10 14:31

【摘要】：广义时滞系统在客观世界中的应用十分广泛,它渗透于电力控制、化工过程、航空航天、海洋探测和经济控制等实际领域中。随着现代控制技术的发展,科研工作者对广义时滞系统的研究也越来越深入,从连续时间广义时滞系统到离散时间广义时滞系统,从定常时滞到时变时滞,以及采用多种控制方法如有限时间控制和变结构控制等,并取得了丰硕的成果。通过改变系统结构使得系统性能达到期望的指标要求,变结构控制以其具有高效性和实用性等特点日益受到广大研究学者的关注。有限时间控制问题更加注重系统的暂态性能方面。容错控制技术则能够大幅度地提升系统的安全性和可靠性。因此对广义时滞系统的有限时间变结构控制和容错控制的研究具有一定的现实意义和理论价值。本文主要研究了广义时滞系统的有限时间滑模控制问题,并考虑了系统出现故障时的情况。通过设计相应的切换函数与滑模控制器,构造适当的Lyapunov函数,使用线性矩阵不等式方法以及凸优化技术,实现广义时滞系统的有限时间控制和容错控制。本文的主要内容有:首先,针对具有时变时滞的连续型广义系统进行有限时间有界现象的研究。使用积分型切换函数,设计相应的滑模控制器使得系统状态轨迹能够在一定的时间内运动到滑模面上,并给出系统在到达阶段和滑动模态阶段满足有限时间有界的充分条件,通过求解线性矩阵不等式,得出相关参数和控制器增益矩阵。其次,研究执行器故障情况下,广义Markov跳变系统的有限时间滑模控制问题,包括广义随机有限时间有界和广义随机H∞有限时间有界。系统的转移概率部分已知,通过构造时滞依赖的Lyapunov泛函,结合弱无穷小算子,得到系统在期望意义下的随机有限时间稳定的判据。最后,将有限时间滑模控制的研究推广到离散型广义Markov跳变系统中,同时考虑时变时滞和传感器故障对系统的影响。设计离散型滑模控制器,构造新的Lyapunov函数,通过进行差分计算,得到闭环系统在等效控制律下的广义随机H∞有限时间有界的充分条件。使用线性矩阵不等式方法求解出相应的控制器增益矩阵和H∞性能指标。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O231

【参考文献】