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动态系统控制综合是控制科学领域重要的研究课题之一。现有的控制器设计方法常常依赖于一些隐性的严格假设,例如,假设Markovian跳变系统的模态信息完全已知;动态系统工作时间足够长等等。然而,由于实际系统及物理环境的复杂性,上述理想假设通常很难满足或者不符合实际需求。 本文针对模态信息未知和工作时间受限约束,研究了含Markovian跳变特性动态系统控制综合及有限短时间滑模控制方法。本文的主要内容分为两个部分。第一部分针对含Markovian跳变特性的随机系统,分别研究了时滞随机Markovian跳变系统异步滑模控制问题、离散Markovian跳变线性系统转移概率矩阵与模态依赖静态输出反馈控制器协同设计、Markovian丢包影响下的模糊系统远程跟踪控制等问题。第二部分系统性地研究了有限短时间滑模控制方法,给出了可保证任意短时间的滑模可达性和闭环系统有限短时间有界的充分条件。 本文主要成果包括: (1)研究了离散随机Markovian跳变时滞系统的异步滑模控制问题。基于隐Markov模型,建立了系统模态和侦测器模态之间更加一般的异步侦测概率模型。给出了公共滑模面及异步滑模控制器的设计方法,得到了保证闭环滑模动态均方稳定性和指定滑模面邻域可达性的充分条件。 (2)研究了离散Markovian跳变系统转移概率矩阵与模态依赖静态输出反馈控制器协同设计下的指数镇定问题。基于模态依赖参数化的思想,得到了综合镇定转移概率矩阵的充分必要条件,给出了转移概率与输出反馈控制器协同设计下充分条件。详细分析了协同设计的内在关系及特征,给出了闭环Markovian跳变系统衰减速率与转移概率的关系。并进一步利用上述结果解决实际应用中的几类优化设计问题。 (3)研究了一类含随机变化局部非线性模糊模型的输出远程追踪控制问题。提出了远程追踪控制的新的模型框架,考虑了Markovian丢包测量同时对系统测量输出及前件向量的影响和Rice衰减模型对远程参考模型输出的影响,设计了前件向量不匹配的远程输出追踪控制器,得到了保证闭环系统鲁棒随机稳定及H∞远程追踪控制性能的充分条件。 (4)研究了一类非线性系统的有限短时间滑模控制问题。考虑有限短时间稳定性及滑模控制方法的特性,提出了有限时域内的分离策略。得到了保证滑模控制系统在趋近段和滑模段有限短时间有界的充分条件,设计了依赖给定有限短时间参数的滑模控制律,证明了任意短时间内的滑面可达性。 (5)研究了执行器故障随机变化下随机非线性系统的有限短时间滑模控制问题。考虑随机变化执行器故障,设计了参数依赖有限短时间滑模控制律。基于改进的分离策略,得到了保证整个指定有限时间内的滑模动态随机有限短时间有界及滑模面可达的充分条件,并给出了随机干扰下汽车并联自主悬架系统的仿真结果。 (6)研究了输入输出有限短时间稳定性下一类非线性系统的滑模控制问题。构造了一种积分型滑模面,得到了同时保证趋近段和滑模段输入输出有限短时间稳定的充分条件,证明了闭环控制系统的状态轨迹能在任意给定的短时间内到达滑模面。