若干类非线性广义系统的稳定性分析

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广义系统是一类由微分方程和代数方程共同描述的系统,在航空航天、化学工程、生物医学、能源、网络、电力、经济和通讯等领域有广泛应用。稳定性作为控制系统能够正常运行的基本保障,一直是广义系统研究的热点问题之一。本文利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)等基本理论和技术研究若干类非线性广义系统的Lagrange稳定性、输入-状态稳定性问题。  基于以上的观点,本文主要工作包括以下几个方面:  (1)介绍本文研究工作的背景。首先,简单介绍广义系统研究现状;接着介绍非线性广义系统的研究意义及研究现状,然后介绍了Lagrange稳定性和输入-状态稳定性的研究意义、应用背景及研究现状,并且指出本文分析问题的主要方法;  (2)给出广义系统Lagrange稳定性和输入-状态稳定性的数学定义。然后,介绍文中需要的一些概念和结论,简介广义系统的受限等价变换的形式,为之后的定理推论做准备。  (3)研究一类非线性广义系统的Lagrange稳定性。首先给出一类非线性广义系统的Lagrange稳定性的充分条件,该方法是正常系统Lagrange稳定性判据的推广,同时系统也可以看作是一个Lure型系统。进而,根据广义系统理论,给出基于线性矩阵不等式的分析方法。最后,应用所得结论分析蔡氏振荡电路,说明该方法的有效性。  (4)研究一类具有扰动输入的Lure型系统的输入-状态稳定性。首先,根据正常系统输入-状态稳定性的概念和广义系统自身的特点,定义非线性广义系统的输入-状态稳定性。利用正常系统输入-状态稳定性理论,给出Lure型系统输入-状态稳定性的一个基于LMI的充分条件。  (5)对本文的工作进行了总结,同时对进一步的研究工作进行了展望。  此外,在论文的各个部分中都列举了相应的数值算例,验证了所得定理的可行性有效性。
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