T-S模型非线性系统的控制器设计—基依赖Lyapunov函数方法

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本文主要利用基依赖Lyapunov函数方法,探究了两类T-S模型非线性系统的控制问题。其中,两类系统分别是2-DT-S模型非线性系统和区间二型T-S模型非线性系统。首先,选取基依赖Lyapunov函数探究了2-D非线性系统的控制设计。由于2-D T-S模型非线性系统的系统向量均是沿两个不同方向发生变化,在向量变化的两个方向上选取不同的基依赖Lyapunov函数对系统进行探究并得到了有效的成果。并且,将基依赖Lyapunov函数方法运用到区间二型T-S模型非线性系统的控制设计中,结合线积分型Lyapunov函数方法和锥补算法,探究了该系统的广义耗散性能控制器设计。  本研究分为三个部分:第一部分:针对一类2-DT-S模型非线性系统,设计了H∞状态反馈控制器。该部分是对带有线性分式的不确定性2-D系统进行探讨,利用基依赖Lyapunov函数方法,取得了保守性较小的结果。并通过引入自由矩阵变量并结合不等式的变换技巧,解决了系统的参数不确定以及设计中出现的矩阵耦合问题,设计了使得该系统渐近稳定的H∞状态反馈控制器。第二部分:针对一类2-DT-S模型非线性系统,设计了H∞输出反馈控制器。分别探究了确定2-D非线性系统和不确定2-D非线性系统的H∞输出反馈控制设计。采用基依赖Lyapunov函数方法,得到了系统渐近稳定的充分条件。利用Schur补引理和矩阵不等式变换技巧,解决了系统中的参数不确定问题,设计了该系统的H∞输出反馈控制器。第三部分:针对一类区间二型T-S模型非线性系统,设计了广义耗散控制器。采用线积分型基依赖Lyapunov方法得到了该系统满足广义耗散性能且渐近稳定的充分条件。由于一般的解耦矩阵方法不能直接运用于解决此类广义耗散控制器的设计问题,故提出一种新的处理非线性问题的矩阵方法。先将此类非线性问题转化成一种带线性约束的最小值优化问题,再利用锥补算法解决这种线性问题。最后,用数值实例验证此设计方法的有效性。
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