分数阶系统的静态输出反馈控制器和滤波器的设计

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近年来,分数阶控制系统逐渐成为控制界中一个新的研究领域,并引起了相当大的关注.目前,分数阶控制系统的研究还处在初级阶段.对于分数阶系统控制器设计问题的研究尚未完善.本文针对分数阶连续线性系统的控制器进行了研究,即其静态输出反馈控制器、滤波器以及基于观测器的状态反馈控制器的设计问题.本文具体工作有:  (I)研究了分数阶连续线性正系统的静态输出反馈控制器的设计问题.首先,采用系统扩张的方法给出了闭环系统等价的奇异系统,在此基础上,给出了闭环系统渐近稳定的新的充要条件,其次,给出了静态输出反馈控制器的设计方法,最后通过数值算例来验证.  ⑵研究了分数阶连续线性正系统的降阶滤波器问题.首先给出了与误差系统等价的奇异系统,在此系统的基础上得出了误差系统渐近稳定且满足H⑴性能指标的充要条件,然后给出了降阶滤波器的设计方法,最后通过数值算例验证了所给方法的可行性.  (3)研究了分数阶连续线性系统的基于观测器的状态反馈控制器设计问题.首先给出了使闭环系统渐近稳定且满足H^性能指标的充分条件,其次,采用矩阵的奇异值分解的方法,以线性矩阵不等式的形式给出了基于观测器的H⑴状态反馈控制器存在的充分条件,最后通过数值算例验证了方法的有效性.
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