随机非线性时滞系统的输出反馈控制及应用

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目前,对于同时含有白噪声和时滞项的非线性系统而言,有关这类系统稳定性能的研究,已经成为控制领域的热点问题,并在一些领域内取得了突破性的进展,在理论推导和实践过程中的重要意义不言而喻.导致系统不稳定的主要要素,除时滞项和白噪声的引入之外,更高次项的出现同样也能导致系统的不稳定,它的出现,在为研究工作提出了新的问题和挑战的同时,也导致了设计相应系统控制器的困难系数直线地增加.论文重点研究同时具有时滞项和白噪声的非线性控制系统,针对正文中出现的三个不同类型的控制系统,主要运用了back-stepping设计方法、Razumikhin定理以及齐次占优法等,并重点研究了怎样设计其控制器和怎样实现控制系统输出反馈镇定等问题.论文的主要内容有:首先,针对同时含有时滞项和白噪声的非线性系统,对这类非线性系统设计相应的控制器,使得系统镇定.通过back-stepping设计技术与不等式的放缩等得到相应系统恰当的状态反馈控制器,引入Razumikhin方法,构造观测器,最后提出针对该系统输出反馈镇定的方案,使系统不仅实现镇定,还进一步消除了对系统内时滞项导数的限制条件,最后通过一个三阶随机系统的仿真例子与一类二阶化学系统反应器的设计实例,验证了该控制方案的有效性.其次,采用Razumikhin方法,从具有白噪声的二阶时变时滞控制系统出发,选择合适的Lyapunov函数,再利用back-stepping法设计状态反馈控制器,运用不等式的放缩等化简设计过程,接着构造相应系统的降维观测器,最后应用Razumikhin-Mao稳定性理论,实现了含有白噪声的二阶时变时滞系统的输出反馈镇定问题.进而,将控制系统的研究由低阶推广到n阶,使结果推广到了更一般的形式,并且是依概率渐近稳定的.通过对本章内容的研究,对于这样一类具有白噪声和时滞项的高阶非线性系统,解决了对一般现实情况中时滞导数的束缚,最后通过一类高阶系统的实例证明了该方法具有可行性.最后,对于一种特殊的非线性系统,该系统中还包含着高次项、时滞项以及白噪声,对于该系统首先要设计控制器,通过选择相应的Lyapunov函数,即可获得状态反馈控制器,并按照相关的技术理论与方法,设置降维观测器,之后再选择增益函数,得输出反馈控制器.在此过程中,不但使用了随机系统的稳定性理论等,而且这种方式还要求闭环系统必须是依概率而渐近稳定的,同时还反映了齐次占优等方法的基本思想.
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