论文部分内容阅读
本论文主要研究了不确定切换系统、脉冲切换系统和切换组合系统的鲁棒动态输出反馈控制问题。目前,对众多类型性能指标的系统综合问题,都有赖于采用状态反馈才能得以实现,表明状态反馈在功能上要远优于输出反馈。然而,状态作为系统内部变量组,或由于不可能全部直接测量,或由于量测手段在经济性和适用性上的限制,从而使状态反馈物理实现成为不可能或很困难的事。状态反馈在性能上的不可替代性和在物理上的不能实现性,形成了一个尖锐的矛盾。解决这个矛盾通常需要采用动态输出反馈方案,也就是在反馈系统中单独或同时引入串联补偿器和并联补偿器,从而使输出反馈达到状态反馈功能。因此,本文针对不确定切换系统、脉冲切换系统和切换组合系统,分别设计出鲁棒动态输出反馈控制器及相应的切换策略,实现了闭环系统的鲁棒稳定。主要采用李雅普诺夫函数方法及完备性条件、凸组合技术,变量替换方法,同时结合线性矩阵不等式(LMI)技术来处理这三类切换系统的鲁棒镇定问题及其鲁棒性能。
本文的安排如下:
第一章简单介绍了混杂系统概念、切换系统的研究现状、方法、应用领域及脉冲切换系统的研究现状和本文的研究内容、方法、理论与实际意义。
第二章主要探讨了不确定线性切换系统的鲁棒动态输出反馈镇定问题。在状态矩阵和控制输入矩阵同时带有未知、时变但有界的不确定性和外界扰动的情况下,且外界扰动范数有界,利用完备性条件,得到了此类切换系统渐近稳定的充分条件,并设计出了鲁棒动态输出反馈控制器及相应的切换策略。
第三章进一步在已有的切换系统理论基础上,研究了一类不确定脉冲切换系统的鲁棒H<,∞>动态输出反馈镇定问题。利用LMI技术、变量替换方法及Lyapunov函数方法,设计出使此类系统鲁棒稳定且具有H<,∞>性能的鲁棒H<,∞>动态输出反馈控制器和脉冲控制律。
第四章探讨了一类线性切换组合系统的鲁棒H<,∞>镇定问题。在子系统存在有限个备选的观测器且每个单一的观测器均不能保证相应的误差子系统渐近稳定且具有H<,∞>性能的情况下,基于凸组合技术,设计出相应的切换策略,经由观测器切换得到了线性切换组合系统H<,∞>意义下镇定的充分条件,并将此条件归结为求解线性矩阵不等式(LMI)问题。
第五章总结全文,并相应提出未来的工作设想和努力方向。