一类非线性/随机系统的有限时间有界控制

来源 :齐鲁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huiyongq
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现代工业的不断发展对控制系统建模、性能标准等提出了更高的要求。非线性/随机系统因其在工业过程中的重要应用,成为了控制理论界的研究热点。另一方面,有限时间控制也是控制领域的另一个研究热点。在控制系统的分析和综合时,系统的稳定性分析是首要考虑的基本问题。通常情况下,无穷时间域上的渐近稳定性反映的是系统的稳态性能。然而在实际工程系统中,如航空航天系统、机器人控制系统等短时间控制系统中,除了关注其渐近稳定性外,还要考虑控制系统的暂态性能。本文讨论了一类非线性/随机系统的有限时间有界控制问题,具体内容如下:(1)研究了具有严格反馈形式的非线性系统有限时间环域镇定问题。首先针对非线性系统,给出了有限时间环域稳定性的定义。其次,利用反步设计方法,给出了非线性系统有限时间环域稳定控制器存在的充分条件,并给出了控制器的显式表达形式。最后,通过两个具体的仿真例子,证明了理论结果的正确性。其中,例1表明了理论结果的正确性;例2比较分析了反步设计方法与线性矩阵不等式方法的优缺点。(2)研究了带有泊松跳变与维纳噪声的随机线性时变系统的有限时间环域镇定问题。利用线性矩阵不等式和微分线性矩阵不等式方法,给出了判定系统为有限时间环域稳定的充要条件。在此基础上,设计了状态反馈控制器,并且,通过给出的数值例子说明了该方法的优越性。(3)研究了由泊松跳变与维纳噪声共同驱动下的线性随机Markov跳变系统的有限时间环域稳定和镇定问题。考虑到了Markov跳变的因素,系统的模型会变得更加复杂,这就导致了系统的稳定性分析和控制器设计更加困难。利用随机分析方法、矩阵变换技术、Markov链转移概率的特点,给出了随机系统有限时间环域稳定的判定准则,并且设计了状态反馈控制器。最后,通过给出的数值例子验证了结果的正确性。
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