随机广义（中立型）系统的稳定性及滑模控制

发布时间：2017-05-27 06:08

  本文关键词：随机广义（中立型）系统的稳定性及滑模控制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随机系统(特别是Markov跳变系统)能够考虑更多的不确定因素和外部噪声干扰,更加精确地描述实际生产中模型的复杂性,得到了广泛的关注和研究。滑模控制作为控制理论领域的一个重要分支,具有响应速度快、模型可降阶、调节精度高、对参数摄动和外界干扰的鲁棒性能强的特点。因此研究广义或中立型Markov跳变系统稳定性及滑模控制问题具有一定的应用背景和重要的理论价值。本文从一般不确定转移速率矩阵这一创新点出发,主要研究目的包括广义Markov跳变系统(SMJSs)的随机稳定性分析、状态反馈控制、整量化控制、滑模控制、滑模观测器设计、抗饱和作动器H∞控制；以及中立型Markov跳变系统(NMJSs)的均方指数稳定性分析、滑模控制、滑模观测器设计。全文的研究方法和内容概括如下：(1)采用Lyapnov稳定性方法和矩阵不等式理论,根据一般不确定转移速率矩阵的定义,分三种情况讨论并给出了SMJSs的正则、随机稳定性判据。进一步,推广给出了一类特殊SMJSs的随机容许性充分条件。利用Matlab工具箱,给出了仿真算例来说明上述结论的可行性。(2)采用已有的SMJSs随机容许性引理,建立了线性状态反馈控制器,并给出了状态反馈增益矩阵的选取方法。根据一般不确定转移速率矩阵的定义,分三种情况讨论给出了闭环动态系统随机容许的充分条件。利用Matlab工具箱,给出了仿真算例来说明线性状态反馈控制器设计策略的有效性。(3)采用线性算子理论引入了整量化器,讨论了具有一般不确定转移速率矩阵的不确定SMJSs的整量化控制问题。设计了由非线性项和线性项组成的状态反馈控制器。利用Lyapunov稳定性方法,分三种情况给出了闭环动态系统随机稳定性的充分条件。利用Matlab工具箱,给出了仿真算例来说明整量化器设计的合理性。(4)采用滑模控制方法,分别研究了SMJSs的随机鲁棒渐近稳定性问题和随机广义时滞不确定系统的观测器设计策略。为实现滑模可达性,建立了合适的滑模面函数和滑模控制器,最终使得系统状态轨迹作稳定的滑动运动。利用Matlab工具箱,给出了仿真算例来说明滑模控制器或滑模观测器的有效性。(5)采用动态输出镇定补偿器策略,研究了具有一般不确定转移速率矩阵的SMJSs的抗饱和作动器H∞控制。利用Dynkins公式和Ito公式,得到了闭环动态系统是H∞随机稳定的充分条件。利用Matlab工具箱,给出了仿真算例来说明补偿器设计的合理性。(6)采用形式上的Newton-Lebniz公式和Ito公式,建立了新型Lyapunov-Krasovskii函数,给出了随机不确定NMJSs是均方指数稳定的充分条件。利用Matlab工具箱,给出了仿真算例来说明所提结论的可行性。(7)采用滑模控制方法,分别研究了NMJSs的H∞控制和非脆弱观测器设计。通过建立滑模面函数和滑模控制器,给出了滑模闭环动态系统是H∞随机稳定的充分条件。利用Matlab工具箱,给出了仿真算例来说明滑模控制器和滑模观测器设计方法的有效性。
【关键词】：Markov跳变系统 一般不确定转移速率矩阵 滑模控制 滑模观测器 整量化控制
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP13
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 1 绪论14-27
• 1.1 研究背景14-18
• 1.1.1 Markov跳变系统14-16
• 1.1.2 广义系统16
• 1.1.3 中立型系统16-17
• 1.1.4 滑模变结构控制17-18
• 1.2 研究现状18-21
• 1.2.1 SMJSs研究现状18-20
• 1.2.2 随机NMJSs研究现状20-21
• 1.3 研究内容21-23
• 1.4 准备知识23-27
• 2 具有一般不确定转移速率矩阵的SMJSs随机稳定性27-39
• 2.1 系统描述27-28
• 2.2 主要结果28-35
• 2.2.1 随机稳定性分析28-33
• 2.2.2 随机容许性分析33-35
• 2.3 仿真算例35-38
• 2.4 结论38-39
• 3 具有一般不确定转移速率矩阵的SMJSs线性状态反馈控制39-51
• 3.1 系统描述39-40
• 3.2 主要结果40-47
• 3.2.1 随机容许性分析40-43
• 3.2.2 线性状态反馈控制43-47
• 3.3 仿真算例47-50
• 3.4 结论50-51
• 4 具有一般不确定转移速率矩阵的一类SMJSs线性状态反馈控制51-62
• 4.1 系统描述51-52
• 4.2 主要结果52-56
• 4.2.1 特殊SMJSs的随机容许性分析52-54
• 4.2.2 特殊SMJSs的线性状态反馈控制54-56
• 4.3 仿真算例56-61
• 4.4 结论61-62
• 5 具有一般不确定转移速率矩阵的SMJSs的整量化控制62-74
• 5.1 引言62-63
• 5.2 系统准备63-64
• 5.3 主要结果64-69
• 5.3.1 状态反馈控制器的设计64
• 5.3.2 闭环动态系统随机稳定性分析和控制律设计64-69
• 5.4 仿真算例69-73
• 5.5 结论73-74
• 6 时滞不确定SMJSs的滑模控制74-85
• 6.1 引言74
• 6.2 系统描述74-76
• 6.3 主要结果76-82
• 6.3.1 滑模面函数的设计76
• 6.3.2 随机鲁棒渐近稳定性分析76-80
• 6.3.3 滑模控制器和跳变规则的设计80-82
• 6.4 数值算例82-84
• 6.5 结论84-85
• 7 基于滑模观测器的随机广义时滞不确定系统H_∞控制85-98
• 7.1 引言85-86
• 7.2 系统描述86-87
• 7.3 主要结果87-94
• 7.3.1 滑模观测器设计和H_∞性能指标定义87
• 7.3.2 滑模面函数和滑模控制器设计87-88
• 7.3.3 滑模面可达性分析88-89
• 7.3.4 随机渐近稳定性分析89-94
• 7.4 仿真算例94-97
• 7.5 结论97-98
• 8 具有一般不确定转移速率矩阵的SMJSs抗饱和作动器控制98-115
• 8.1 引言98-99
• 8.2 系统描述99
• 8.3 动态输出镇定补偿器设计99-101
• 8.4 随机稳定性分析101-110
• 8.5 仿真算例110-114
• 8.6 结论114-115
• 9 随机不确定NMJSs的均方指数稳定性115-126
• 9.1 引言115-116
• 9.2 系统描述116-118
• 9.3 均方指数稳定性分析118-123
• 9.4 仿真算例123-125
• 9.5 结论125-126
• 10 随机不确定NMJSs的H_∞滑模控制126-137
• 10.1 系统描述126-128
• 10.2 主要结果128-134
• 10.2.1 滑模面设计128-129
• 10.2.2 基于滑模控制器的H_∞随机稳定性分析129-133
• 10.2.3 滑模控制器设计133-134
• 10.3 数值算例134-136
• 10.4 结论136-137
• 11 基于滑模观测器的随机不确定NMJSs的H_∞控制137-152
• 11.1 引言137-138
• 11.2 主要结果138-148
• 11.2.1 非脆弱观测器的建立139-140
• 11.2.2 滑模面函数和滑模控制律设计140-141
• 11.2.3 滑模面可达性分析141-143
• 11.2.4 H_∞随机稳定性分析143-148
• 11.3 仿真算例148-151
• 11.4 结论151-152
• 12 总结与展望152-154
• 12.1 总结152-153
• 12.2 展望153-154
• 参考文献154-166
• 附录 符号对照表166-167
• 致谢167-168
• 个人简历168-169
• 发表的学术论文169-170

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 潘继;结构作动器/传感器的优化配置及其主动控制研究[D];上海交通大学;2008年

  本文关键词：随机广义（中立型）系统的稳定性及滑模控制，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：399029