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切换系统是一类重要的混杂系统,一般地,它是由一系列子系统和一定的切换规则构成,切换规则协调控制着这些子系统。实际系统中由于建模误差、测量误差和近似线性化等因素从而使系统不可避免的含有未知参数和扰动,时滞是指信号传输的延迟,在各类工业系统中,时滞现象是极其普遍的。非线性的饱和在工程系统中也是普遍存在的,或出于安全而人为加入的,或为器件装置所固有的,是常见的非线性特性之一。因此研究不确定时滞切换系统的饱和控制具有重要的实际价值和理论意义。
本文主要研究了具有执行器饱和的不确定时滞切换系统的控制问题,运用了李雅普诺夫函数方法、完备性条件、凸组合技术,变量替换方法,凸包定义,同时结合线性矩阵不等式技术来处理切换系统。通过数值例子验证所设计方法的可行性和有效性。
全文具体安排如下:
第一章介绍了混杂系统和切换系统的概念、特点、研究方法和应用背景,以及线性矩阵不等式的发展情况,讨论了不确定时滞切换系统的饱和控制的研究意义,并介绍了本文的主要研究内容。
第二章探讨了一类具有不确定性和时滞的连续时间线性切换系统的执行器饱和控制问题。对具有执行器饱和的不确定时滞切换系统,设计了状态反馈控制器,构造了单李雅普诺夫函数,并利用了完备性定义和线性矩阵不等式等技术给出了切换系统渐近稳定的一个充分条件,最后用数值例子验证切换系统在所设计的切换策略下是渐近稳定的。
第三章考虑了一类时滞切换系统有关非线性的执行器饱和的控制器设计问题。对于具有执行器饱和的时滞切换系统,设计了状态反馈控制器,构造了共同的李雅普诺夫函数,并利用完备性定义给出了切换系统渐近稳定的充分条件,最后用Schur引理将定理的充分条件转化为等价的线性矩阵不等式的形式。
第四章研究了具有执行器饱和和状态时滞的切换系统的控制问题,运用了状态反馈的方法,利用Lyapunov函数和凸包的定义,设计了状态反馈控制器,获得了具有饱和的时滞切换系统渐近稳定的充分条件,并表示为线性矩阵不等式的形式。
第五章总结了全文,并提出未来的工作设想和努力的方向。