广义时变脉冲系统的时域控制

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人类社会的生产生活和科学技术领域中经常会发生瞬间跳变的现象,这类跳变的现象不适合用纯粹的微分或差分方程来描述,而是用适当的脉冲微分方程来描述。利用脉冲微分方程来描述这类问题的好处在于:脉冲微分方程能够考虑到系统的状态在瞬间突发跳变时对整个系统的影响,能够充分的反映事物突然变化的规律。因此,对脉冲系统的研究是具有一定理论意义和实际价值的。本文研究了广义时变脉冲系统的时域控制问题。首先,研究时间依赖的广义时变脉冲系统的时域稳定性问题。考虑并证明了广义系统自身在无脉冲效应的前提下,运用状态转移矩阵和微分矩阵不等式等方法,给出了广义时变脉冲系统时域稳定的充分必要条件。并在此基础上对广义时变脉冲系统的鲁棒时域稳定性进行分析,给出鲁棒时域稳定的充分条件。最后,给出数值算例来验证结论的有效性。接着,研究状态依赖广义时变脉冲系统时域控制问题。基于微分矩阵不等式和S-procedure理论,给出了广义时变脉冲系统时域稳定的充分条件并且对其充分条件提出DLMIs优化计算的方法,使得这类问题在数值计算上易于处理。根据给出的定理条件对控制系统设计了状态反馈控制律,使得闭环系统是时域稳定的。最后,利用数值仿真来验证结论的有效性。
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