基于边界控制的分布参数系统规定时间镇定

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhensa9d
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在自然界中,许多物理现象以及实际工程系统的动态特性不仅具有时间演变特征,而且具有空间分布特征,可以通过分布参数系统来更精确描述,其控制问题的研究非常重要且极具挑战性。如何保证分布参数系统在规定时间(Prescribed Time)内实现镇定是边界控制的研究热点。本文基于边界控制,利用反步法、逐次逼近法、Lyapunov稳定性理论和矩阵理论对具有空间和时间变化系数的分布参数系统的规定时间镇定问题展开研究。本文的主要创新工作如下:1.针对具有时空变化反应系数的分布参数系统的镇定问题,利用反步法设计了具有时变增益的状态反馈边界控制器,并借助Lyapunov稳定性理论获得了闭环系统在规定时间内实现镇定的充分性判据。考虑到系统全状态难测量问题,借助于边界测量设计了具有时变增益的状态观测器,并得到了使误差系统达到规定时间稳定的充分性判据。在此基础上,通过分离原理,结合状态反馈边界控制器和观测器设计了基于观测器的输出反馈边界控制器,并获得了闭环系统在规定时间内达到镇定的充分性判据。仅通过边界测量和边界控制就实现了变系数分布参数系统的规定时间镇定。通过数值仿真分析验证了所提出边界控制器的有效性。2.针对具有空间变化扩散系数的分布参数系统的镇定问题,设计了具有时变增益的状态反馈边界控制器,并得到了使闭环系统在独立于初始条件的规定时间内达到镇定的充分性判据。通过反步法仅利用边界测量信息设计了具有空间变化扩散系数的状态观测器,并借助Lyapunov稳定性理论和时变观测器增益上界的估计获得了观测误差在规定时间内收敛的充分性判据。在此基础上,进一步设计了基于观测器的输出反馈边界控制器,并获得了闭环系统在规定时间内实现镇定的充分性判据。此边界控制器仅通过边界处的测量信息就实现了系统的规定时间镇定,解决了状态反馈边界控制器难实现问题。数值仿真结果说明了在所提出的两种边界控制器作用下闭环系统都能在规定时间内达到镇定。3.研究了具有对流扩散的分布参数系统的规定时间镇定问题。采用变量替换法和反步法设计了状态反馈边界控制器,该控制器增益核是时变的,并通过变系数的双曲型分布参数系统确定,因此通过逐次逼近法获得了核函数关于时间相关的上界估计,并结合Lyapunov稳定性理论获得了使闭环系统在规定时间内实现镇定的充分性判据。收敛时间是不依赖于系统参数和初始条件的规定时间。数值仿真分析说明了闭环系统在独立于初始条件的任意规定时间内达到镇定。4.针对具有时空变化反应系数的耦合分布参数系统的镇定问题,利用反步法设计了具有矩阵时变增益核的状态反馈边界控制器,并通过Lyapunov稳定性理论、矩阵理论和控制器增益核方程解的Frobenius范数上界估计获得了使耦合系统在规定时间内实现镇定的充分性判据。最后,通过数值仿真验证了边界控制器的有效性。
其他文献
目的:通过理论探讨,梳理AD西医发病机制和中医病因病机,将AD“毒损脑络”理论与AD神经炎症发病机制有机结合,为清热解毒法(黄连解毒汤)治疗AD提供理论依据。通过临床研究,系统评估清热解毒法(黄连解毒汤)对中度AD患者整体认知功能、精神行为症状、总体印象、日常生活能力和中医证候变化的临床疗效,证实清热解毒法(黄连解毒汤)是AD治疗的有效方案。同时彰显疾病和证候相结合,分期和辨证相结合的AD中西医结
学位
近年来,全球灾害频发。2020年,气候灾害威胁被确定为本年度最大风险。中国在近几十年中经历的快速城镇化进程使其面临更复杂的灾害威胁。雨洪巨灾的不断发生引起了政府和社会各界人士的高度重视,自2016年以来,国家关于“城市适应气候变化”和“加强内涝治理”的相关文件和行动不断出台。雨洪灾害治理理论与实践的研究和探索也成为学术界实时关注的热点课题。灾害社会科学领域,关于韧性、脆弱性、适应与减缓等理论探索不
学位
骨骼肌的生长发育直接影响畜禽的产肉量和肉品质,因此,有关骨骼肌生成机制的研究对畜禽选育改良具有重要意义。已有研究表明,骨骼肌生成的过程受到一系列转录因子的调控。除此之外,如DNA甲基化、组蛋白甲基化等经典表观遗传修饰在骨骼肌生成中也有着重要作用。N6甲基腺苷(m~6A)作为真核生物中最为丰富的一类RNA甲基化修饰,多项研究发现m~6A修饰对骨骼肌生长发育具有潜在的调控作用,并且通过m~6A-seq
学位
学生进行数学说题有助于学生把握数学题的本质、相互交流数学学习经验、提升数学解题能力与语言表达水平,进而提升数学学习效率。通过建构学生数学说题概念,探讨学生说题特征,建立学生数学说题框架,即学生进行数学说题可从破题抓手、解题核心、反思总结三个环节入手,细化为厘清题目信息、联想知识经验、探究解题思路、挖掘思想方法、明辨易混易错、揭示通性通法六个方面。
期刊
小兴安岭地区是中国东北部重要的金、钼、银、铅、锌等多金属成矿区带之一,以广泛发育斑岩型钼、矽卡岩型铁铜多金属、浅成热液型金矿床为特色。其中,斑岩型钼、矽卡岩型铁铜多金属主要发育在侏罗世花岗岩隆起区,浅成热液金矿床发育在早白垩世火山盆地。近年来,我们课题组先后对该区发育的团结沟、三道湾子、东安,高松山和永新等浅成热液矿床进行了研究;本项工作在已有研究基础上,针对浅成热液金成矿作用科学问题,选择东安、
学位
火灾现场危险性和复杂性交织叠加,消防员在火灾危险和压力环境下,时常无法灵活运用日常学习训练中熟练掌握的危险源辨识方法、灭火救援技战术措施和个人安全防护要求,而导致消防员伤亡。本文对火灾模拟训练系统开展研究,为消防员构建真实火灾的模拟训练环境,进一步提升消防员在危险复杂环境下的抗逆力和火灾事故的处置能力。本文以石油化工和建筑火灾事故作为分析对象,从危险性、处置战例、模拟功能、场所类型、原因规律、训练
学位
<正>寄养工作看似简单,但在实际操作中却有很多细节会影响寄养效果。若寄养过程中某些细节操作不当导致寄养失败,会致使寄出的仔猪生长不良,甚至死亡。本文就仔猪寄养过程中应关注的细节谈自己的观点,望对广大养猪朋友在生产过程中提高仔猪寄养成功率有所帮助。
期刊
随着畜牧规模化养殖的发展,哺乳仔猪寄养在养殖业管理中发挥越来越大的作用。哺乳仔猪寄养是在尽可能减少寄养的情况下提高产房仔猪成活率、整齐度及断奶重,将断奶仔猪(低于3.2kg)不合格率降低到0.5%以下,从而提高断奶仔猪成活数,改善产房的生产性能,提高经济效益。
期刊
枸杞多糖由于具有优异的生物可降解性、无毒性和特定的生物活性,已经受到了国内外研究者的广泛关注。提取纯化作为枸杞多糖制取的首要过程,对准确的构效关系研究以及高质量多糖产品的开发起到先决性作用。因此,如何保障所制备枸杞多糖在具有较高纯度的同时保持其天然结构的完整性,具有非常重要的研究意义。而传统的多糖脱蛋白质、脱色方法往往存在脱除效果不明显和操作复杂等缺点。新兴纳米吸附技术具有高效、可操作性强等特点,
学位
遗址作为人类重要的文化遗产,是不可再生资源,在某一领域有特殊的科学、艺术、历史价值。遗址博物馆的出现是为了对其进行原真性的保护、研究和展示,具有可持续性特征。伴随科技的飞速发展以及博物馆领域“由物到人”的转向趋势,单纯的收藏、教育和展示功能已转换为集学习、社交、传承为一体的多元叙事平台,研究视角也逐渐从“实物展陈”到“情境叙事”,从“信息获取”到“交互体验”,从“权威介绍”到“平等对话”,从“旁观
学位