时滞控制系统的可达集研究

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时滞现象普遍存在于系统中,并且直接影响着系统的动态特性。同时,由于环境变化、模型简化和元器件老化等原因,不确定性也是不可避免的。不确定性同时滞一样,成为系统不稳定和性能恶化的主要因素。因此,时滞系统的分析和控制问题具有重要的理论和实际意义。本文主要研究了具有范数有界扰动的时滞控制系统的可达集界定问题。基于修正的Lyapunov-Krasovskii泛函,运用线性矩阵不等式处理方法,同时结合积分不等式技术给出了线性时滞控制系统与不确定时滞控制系统的可达集估计的充分条件,并给出了数值例子说明所提方法的有效性。本文的主要内容如下:(1)研究了带有扰动的线性时滞控制系统的可达集估计问题。利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法和线性矩阵不等式工具,得到了闭环系统具有最小可达集的充分条件。基于相应的线性矩阵不等式的可行解,给出了时滞系统可达集界定的时滞无关和时滞相关的状态反馈控制器构造方法,并运用数值例子说明所得结果的有效性。(2)研究了同时具有状态时滞和控制输入时滞的不确定系统的可达集界定的问题。不确定时滞控制系统的不确定性是满足范数约束的,在时滞控制系统的基础上得到求解不确定时滞控制系统的可达集界定的充分条件,并给出相应的状态反馈控制器设计。进一步,建立了具有线性矩阵不等式约束的最优化问题,利用Matlab中的LMI工具箱求解,并运用数值例子说明所得结果的有效性。
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