不确定时滞系统的鲁棒控制

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在实际的生产过程中,不确定性是普遍存在的.鲁棒控制理论的产生就是为了解决实际生产中的不确定性问题.而作为为鲁棒控制理论的一个重要分支——鲁棒H∞理论,由于其具有比较完整的理论体系,并且已在许多领域取得了许多令人瞩目的成果,吸引了众多的学者参与研究,显然已成为一个非常活跃的研究方向.另一方面,在自然和社会条件下,时滞现象也是是普遍存在的,例如核反应过程、轧钢的过程以及神经网络等等.时滞现象是造成系统不稳定的一个重要的原因,因此时滞系统作为控制领域的热点问题,深受国内外控制界的重视.现在,许多学者把不确定性与时滞问题结合起来研究,取得了许多重要的理论成果.本论文主要研究内容为不确定线性时滞系统的鲁棒控制问题.对于这一方面的研究取得了许多重要的成果.本论文在前人研究的基础上,根据Lyapunov稳定性理论,利用线性矩阵不等式的方法得出了系统稳定性准则以及鲁棒镇定准则.而数值算例说明了本论文方法的有效性.本论文的主要方法是利用牛顿—莱布尼茨公式对系统的状态方程做等价变换,即对于状态方程i(t)=Ax(t)+Adx(t-d(tt)),做等价变换可化为x(t)=(A+Ad)x(t)+Ad∫(t-d(t))tx(s)ds.然后利用新得到的方程研究系统的鲁棒控制问题.主要成果如下:(1)研究了不确定时滞系统的稳定及控制器设计问题.在新的状态方程的基础上,构造Lyapunov泛函,运用线性矩阵不等式以及自由权矩阵的方法得到系统稳定的充分条件.我们所得到的稳定性条件,与其它利用自由权矩阵方法比较起来,不仅在结构上简单,而且数值算例也说明了此种方法的有效性.(2)研究不确定时滞系统的鲁棒H∞控制问题.在上述方法的基础之上研究鲁棒H∞控制问题.根据系统的性能指标,得出鲁棒渐近稳定的条件,最后给出了鲁棒H∞控制的设计方法.同时给出数值算例,利用软件Matlab中LMI工具箱给出系统的仿真.而从数值算例中可以看到本论文方法的有效性.
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