可变双切换连续时间非线性系统的稳定性研究

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切换系统是一类特殊的混杂系统,由一族子系统和描述它们之间联系的切换策略所组成。根据切换驱动机制的不同,切换系统可分为两类:确定性切换系统和随机切换系统。随着实际工程领域控制系统的复杂化,仅应用确定性切换系统或随机切换系统进行建模不能精确地描述其内部驱动机制。有学者提出了同时存在确定性切换信号和随机切换信号的一类新型的系统——双切换系统。本文主要针对可变双切换连续时间非线性系统和可变双切换连续时间线性系统,研究其稳定性问题。具体来说,分别研究了可变双切换系统的全局渐进稳定几乎处处(GAS.a.s)和指数稳定几乎处处(ES.a.s)。主要的研究内容如下:基于随机过程的暂态性能和随机Multi-lyapunov函数研究了可变双切换连续时间非线性系统的全局渐进稳定几乎处处和指数稳定几乎处处问题。为了扩展已经获得的结果并研究这种系统的一些新方面,我们在非线性系统方面的主要贡献是:设计确定性切换信号,对-个马尔科夫子系统构造相应的李雅普诺夫函数选择最小期望值的作为确定性切换信号;在预先给定的确定性切换时间序列之下,分别给出了可变双切换连续时间非线性系统全局渐进稳定几乎处处和指数稳定几乎处处的充分条件。在我们的研究中,随机马尔可夫过程的转移速率矩阵不是固定的,而是在确定性切换发生时变化的。通过对非线性系统的稳定性分析,针对线性的情况我们将应用同样的方法研究可变双切换连续时间线性系统的稳定性问题。在线性系统中给出了两个方面的内容:选择-个马尔科夫子系统中最小期望值的李雅普诺夫函数作为确定性切换信号;同时给出了可变双切换连续时间线性系统全局渐进稳定几乎处处和指数稳定几乎处处的充分条件。最后,应用MATLAB仿真软件去验证可变双切换连续时间非线性系统和可变双切换连续时间线性系统给出的两个充分条件的有效性,并验证成功。
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