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不确定时滞广义双线性系统的鲁棒控制研究

作 者: 王娟
导 师: 张秀华
学 校: 东北大学
专 业: 运筹学与控制论
关键词: 时滞 不确定性 广义双线性系统 鲁棒镇定 李亚普诺夫函数 线性矩阵不等式
分类号: TP13
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要


控制系统中最关心的是系统的稳定性和性能,不确定和时滞现象普遍存在于实际应用的控制系统中,是导致控制系统不稳定和破坏系统性能的两个主要因素,近年来,不确定时滞系统受到理论和实际工作者的广泛重视。而鲁棒控制就是试图描述被控对象的不确定性,并在不确定性允许的扰动范围内综合其控制器,使系统保持稳定,鲁棒控制一直是控制界研究的热点问题。广义双线性系统是最接近广义系统的一类广义非线性系统,并且广义双线性系统模型在现实生活中广泛存在。广义双线性系统可以在更大范围内更精确地描述工业对象,成为描述和刻画一些实际系统的有力工具,因此,对于广义双线性系统的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本文针对广义,双线性,时滞系统理论的研究现状,在不确定项参数时变范数有界和时变满足条件匹配的两种情况下,研究了不确定时滞广义双线性系统的鲁棒控制问题。基于Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式方法和集合域内放大的方法,研究了不确定时滞广义双线性系统鲁棒镇定的充分条件,以及使得闭环系统鲁棒镇定的状态反馈控制器设计方法。本文研究的主要成果如下:(1)把正常的不确定时滞系统的鲁棒镇定推广到广义系统,研究了两种不确定时滞广义系统的鲁棒控制问题,给出了闭环系统鲁棒镇定的充分条件以及使闭环系统鲁棒镇定的状态反馈控制器。(2)基于不确定项满足不同的条件,研究了两种不确定时滞广义双线性系统的鲁棒控制问题,分别给出了不确定项时变但范数有界和不确定项时变但满足条件匹配的时滞广义双线性闭环系统鲁棒镇定的充分条件,并设计了无记忆状态反馈镇定控制器;同时给出数值算例,利用Matlab中工具箱LMI进行仿真,说明了定理的有效性和合理性。(3)针对不确定项时变但满足匹配条件的时滞广义双线性系统,基于LMI形式给出了闭环系统鲁棒镇定的充分条件,并设计出有记忆状态反馈鲁棒镇定控制器。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-18
  1.1 鲁棒控制的研究意义和背景  10-15
    1.1.1 广义系统的鲁棒控制  11-12
    1.1.2 双线性系统的鲁棒控制  12-13
    1.1.3 不确定系统的鲁棒控制  13-14
    1.1.4 时滞系统的鲁棒控制  14-15
  1.2 研究现状  15-16
  1.3 线性矩阵不等式(LMI)介绍  16-17
  1.4 内容和结构安排  17-18
第2章 预备知识  18-26
  2.1 广义系统的状态空间描述  18-20
  2.2 广义系统的鲁棒控制  20-22
  2.3 广义系统鲁棒稳定性与二次稳定性的关系  22-23
  2.4 不确定时滞系统的鲁棒控制  23-24
  2.5 广义时滞系统的鲁棒控制  24
  2.6 小结  24-26
第3章 不确定时滞广义系统的鲁棒镇定  26-38
  3.1 第一类不确定时滞广义系统的鲁棒镇定  27-30
    3.1.1 系统描述  27
    3.1.2 主要结论  27-29
    3.1.3 仿真算例  29-30
    3.1.4 小结  30
  3.2 第二类不确定时滞广义系统的鲁棒镇定  30-36
    3.2.1 系统描述  30-31
    3.2.2 主要结论  31-34
    3.2.3 仿真算例  34-36
    3.2.4 小结  36
  3.3 结束语  36-38
第4章 不确定时滞广义双线性系统的鲁棒镇定  38-54
  4.1 第一类不确定时滞广义双线性系统  39-43
    4.1.1 系统描述  39
    4.1.2 主要结论  39-42
    4.1.3 仿真算例  42-43
    4.1.4 小结  43
  4.2 第二类不确定时滞广义双线性系统  43-47
    4.2.1 系统描述  43-44
    4.2.2 主要结论  44-46
    4.2.3 仿真算例  46-47
    4.2.4 小结  47
  4.3 有记忆状态反馈控制器设计  47-51
    4.3.1 系统描述  47-48
    4.3.2 主要结论  48-51
    4.3.3 算法  51
    4.3.4 小结  51
  4.4 结束语  51-54
第5章 结论与展望  54-56
参考文献  56-60
致谢  60-62
作者攻读硕士学位期间发表的论文及获奖情况  62

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化基础理论 > 自动控制理论
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