几类随机系统的稳定性控制

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随机控制一直以来都是控制理论领域中最具挑战性的控制问题之一.而随机干扰是随机系统最主要的被控因素.它的存在会使系统性能下降,甚至影响系统的稳定性.为了实现被控系统具有更良好的性能,节省成本的目标,随机系统的稳定性控制问题已成为控制理论领域的研究热点.因而,随机系统的稳定性问题的研究对于实际工程系统具有十分深远的意义.围绕随机系统的稳定性理论,本文分别考虑了随机离散时间平均场系统、具有时变时滞和非对称输出约束的随机非线性系统等不同被控系统的控制问题.具体研究内容如下:1.针对一类带有泊松过程的随机离散时间平均场系统,研究了由布朗运动驱动的随机H2/H∞控制问题.首先,导出了一个平均场随机有界实引理.其次,给出了离散时间平均场泊松跳跃扩散线性二次最优控制可解的一个充分条件.最后,基于平均场随机有界实引理和线性二次最优控制的结果,通过耦合矩阵值方程的可解性,建立了带有泊松跳跃的离散时间平均场系统的随机H2/H∞控制存在的充分条件.2.针对一类带有时变时滞的随机非线性系统,研究了具有未知输出函数的输出反馈镇定问题.所要考虑的系统的一个显著特点是同时存在一个连续的未知灵敏度函数和随机扰动.在不考虑未知时变时滞和非线性信息的情况下,利用动态增益设计了一种新型的观测器.借助于此观测器,利用随机双控制法构造了输出反馈控制器.该控制器使用两个增益来处理未知的输出函数和非线性项.最后,通过两个积分李亚普诺夫函数对系统的性能进行了详细的分析.3.针对一类具有非对称输出约束的高阶随机非线性系统,研究了有限时间状态反馈镇定问题.针对带有不确定控制系数的系统,构造了一种新型非对称障碍李亚普诺夫函数来处理系统的输出约束.借助于加幂积分器方法和符号函数,运用递归方法设计了该系统的状态反馈控制器.在保证输出约束的前提下,所提系统实现了有限时间状态反馈镇定.仿真结果表明,所给实例验证了控制方法的有效性.
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