带有饱和执行器时变时滞Markov跳变系统随机稳定性研究

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实际控制系统都有非线性部件或部件中含有非线性因子。非线性因子的存在严重影响系统的性能从而导致系统不稳定,如带有饱和执行器的系统中饱和是非线性的。随着非线性理论的发展,人们逐渐认识到线性系统理论的局限性。例如,在设计反馈控制器时,为了在理论上能使系统达到某种稳定,不考虑其输入有界问题。但是,在实际系统中,由于执行器或系统输入上界的存在,会导致该系统不能达到预期稳定,甚至影响系统的性能。然而,在现代控制理论的研究过程中,理论研究所涉及到的控制器的设计方法,通常假定系统的控制器输入为无界,忽略了饱和执行器的存在性。如果所设计控制输入超出了实际系统所承受的范围,就使得系统的闭环性能急剧退化,甚至会造成严重的后果。  近年来,带有饱和执行器系统的稳定性的研究是控制理论及其应用中的热点问题之一。目前关于饱和执行器系统,如双线性系统以及奇异系统研究成果比较匮乏。因此,本文将致力于研究这两类典型系统在饱和输入状态下的稳定性。  对带有饱和执行器系统,本学位论文开展了如下两个方面的研究:针对双线性系统,考虑具有Markov切换的随机双线性系统,并同时考虑到状态及控制输入的时间延迟效应;基于Lyapunov-Krasovskii理论,通过设计无记忆反馈控制器,得到带有饱和执行器随机双线性系统均方指数稳定的充分条件;针对带有饱和执行器的奇异系统,充分考虑Markov过程的的统计特性,利用延迟分割法,构造模态相关Lyapunov-Krasovskii函数,通过设计无记忆反馈控制得到带有饱和执行器时变时滞Markov跳变奇异系统的均方指数稳定的充分条件。最后数值例子表明了本文中方法的可行性。
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