【摘 要】
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切换系统是一类结构清晰、简单的混杂系统,具有广泛的实际应用背景。切换系统是当前控制理论界的研究热点之一。虽然十年来切换系统的研究已取得长足的进步,但仍有许多问题需要
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切换系统是一类结构清晰、简单的混杂系统,具有广泛的实际应用背景。切换系统是当前控制理论界的研究热点之一。虽然十年来切换系统的研究已取得长足的进步,但仍有许多问题需要解决,其理论还远未完善。
本文针对线性切换系统的稳定性、鲁棒稳定性、镇定、鲁棒镇定问题进行深入探讨,获得了一些有意义的结果。
首先概要地介绍了混杂系统的定义、常用的模型,叙述了混杂系统研究的历史及所要解决的问题,并且对目前有关切换系统的研究成果进行了较为详尽的介绍。在此基础上,进一步详细地介绍了切换系统的常用的、主要的研究方法,给出了单Lyapunov函数法、多Lyapunov函数法、LMI方法、凸组合方法、平均停留时间法、任意切换方法的具体过程,并配以例题说明。
基于梯度方法给出了线性切换系统渐近稳定的切换算法及渐近稳定的充要条件,进而用模糊方法对离散线性切换系统给出一种切换律的设计方法。该方法避免了Lyapunov函数构造的困难,具有一定的实际可行性。
然后重点研究了基于时间驱动的切换问题。分析了周期切换下的线性切换系统的稳定性,给出了判定系统渐近稳定的充要条件,指出周期切换稳定条件与凸组合稳定条件的内在联系。所得的稳定性条件不同于已有结果,可以直接运用于反馈控制器的设计。在此基础上,进一步分析线性不确定切换系统的鲁棒稳定性,得出了状态反馈鲁棒控制器的设计方法。仿真结果表明了所得结果的正确性。
讨论了一类含时滞的线性切换系统的鲁棒稳定性、鲁棒控制器设计问题,其中鲁棒稳定性分析采用多Lyapunov函数法,鲁棒控制器设计采用状态反馈和状态观察器方法。
文中还探讨了时变线性切换系统的稳定性问题。基于矩阵测度理论、时变连续系统状态解的Cauchy矩阵表示法给出了系统渐近稳定的一些充分条件。
文中最后总结了全文并指出了切换系统研究中存在的一些问题以及作者本人今后的研究设想。
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