基于约束切换信号设计的切换系统稳定性分析与控制

发布时间：2023-02-27 18:44

　　现代工业控制过程日趋复杂,且对系统控制性能要求不断提高,传统单一系统往往难以满足日益复杂且严格的生产需求。针对这一问题,切换系统应运而生。切换系统由多个子系统(或模态)以及切换信号组成,切换信号根据实际控制需求选择相应工作的子系统。切换系统可以用多个简单子系统模型表征复杂的控制任务,因而具有重要的理论与应用研究意义。本文主要研究基于时间约束切换的切换系统的稳定性分析问题,并考虑实际系统常见的时延、非线性和未建模动态干扰等因素对切换系统稳定性的影响,提出了切换信号与控制器协同设计方法,保证系统的暂稳态性能。论文的主要研究内容如下:首先,研究了连续时间线性切换系统在异步切换情况下的系统镇定问题。提出了基于时间约束切换信号的切换控制方法。考虑了异步切换过程,子系统与控制器不匹配对系统稳定性造成的影响,建立了不稳定子系统与稳定子系统运行时间的切换标准,并给出了基于线性矩阵不等式(LMI)的系统反馈控制增益求解方法。进一步,研究了系统中存在的中立时滞下系统的镇定控制。基于Lyapunov-Krasovskii函数分析方法,构建单重积分与双重积分不等式分析时延对系统稳定性影响,提出了时滞切换系统镇...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 研究现状分析
        1.2.1 切换系统控制基本问题
        1.2.2 切换系统控制研究现状分析
        1.2.3 现有工作存在问题分析
    1.3 本文的主要工作
        1.3.1 研究框架
        1.3.2 具体研究内容
第2章 基于切换调节的线性切换系统镇定控制
    2.1 引言
    2.2 系统描述及预备知识
        2.2.1 系统模型描述
        2.2.2 预备知识
    2.3 主要结果及证明分析
    2.4 仿真算例
    2.5 本章小结
第3章 基于切换调节的2-D离散切换系统镇定控制
    3.1 引言
    3.2 系统描述与预备知识
    3.3 主要结果及证明分析
        3.3.1 同步切换下2-D系统镇定
        3.3.2 异步切换下2-D系统镇定
    3.4 仿真算例
    3.5 本章小结
第4章 基于切换调节的中立时滞切换系统镇定控制
    4.1 引言
    4.2 系统描述与预备知识
    4.3 主要结果及证明分析
    4.4 仿真算例
    4.5 本章小结
第5章 基于平均驻留时间的非线性切换系统跟踪控制
    5.1 引言
    5.2 问题描述及预备知识
        5.2.1 系统模型描述
        5.2.2 模糊逻辑系统简介
        5.2.3 切换信号与预定性能控制
    5.3 切换K滤波器状态估计
    5.4 自适应输出反馈预定性能控制设计
    5.5 仿真算例
    5.6 本章小结
第6章 基于切换调节的非线性关联切换系统预定性能跟踪控制
    6.1 引言
    6.2 系统描述与预备知识
        6.2.1 系统描述
        6.2.2 非线性系统假设条件
        6.2.3 神经网络估计
        6.2.4 切换信号描述
    6.3 主要结果
        6.3.1 预定性能控制简述
        6.3.2 分散自适应控制设计
    6.4 仿真算例
    6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3751250