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不确定线性时滞系统具有低保守性的H_∞控制器设计

作　者: 林庆强
导　师: 吴爱国
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 时滞系统保守性状态反馈 H_∞性能小标量法
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

时滞现象经常出现在实际系统中，例如通讯系统、化工过程、核反应堆、电力系统以及经济系统等。时滞不仅影响系统的稳定性，而且会影响系统动态性能。当前对时滞系统进行分析得到的结果通常为充分条件，所以减小结果的保守性是研究的主要动力。本文对两类线性时滞系统进行分析，得出了一些新的时滞依赖判据，在此基础上为这两类系统设计了状态反馈控制器。当将这些判据用于多胞型不确定系统的性能分析和控制器设计时，得到了低保守性的结果。主要内容包括以下几个方面。（1）针对一类含有时变状态时滞的系统，使用小标量法得到一类系统矩阵与Lyapunov矩阵相分离的H_∞性能判据。（2）基于提出的H_∞性能判据，为一类含有时变状态时滞的系统设计了H_∞状态反馈控制器。控制器的设计最终归结为一个优化问题的求解。（3）对于一类区间时滞变化率时滞系统，基于最优时滞区间划分方法对系统的H_∞性能以及L₂-L_∞性能进行了分析。随后使用小标量法得到一类系统矩阵与Lyapunov矩阵相分离的H_∞性能判据和L₂-L_∞性能判据。（4）基于提出的H_∞性能和L₂-L_∞性能判据，分别为一类区间时滞变化率时滞系统设计了H_∞状态反馈控制器和L₂-L_∞状态反馈控制器来改善系统性能。控制器的设计都归结为相应优化问题的求解。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题研究背景及意义  8
  1.2 国内外研究现状  8-12
    1.2.1 时滞系统介绍  8-9
    1.2.2 时滞系统的研究现状  9-12
  1.3 本文主要研究内容  12-13
第2章时变时滞系统的 H_∞性能分析  13-21
  2.1 时滞依赖 H_∞性能分析  13-17
  2.2 多胞型不确定系统分析  17-18
  2.3 仿真实例  18-20
    2.3.1 最优 H_∞性能求解  19-20
    2.3.2 最大允许时滞求解  20
  2.4 本章小结  20-21
第3章时变时滞系统的状态反馈  21-28
  3.1 H_∞状态反馈控制器设计  21-24
  3.2 多胞型不确定系统的 H_∞状态反馈控制器设计  24
  3.3 系统仿真  24-27
  3.4 本章小结  27-28
第4章区间时滞变化率时滞系统的稳定性及性能分析  28-48
  4.1 稳定性分析  28-34
    4.1.1 多胞型不确定系统分析  32-34
  4.2 H_∞性能分析  34-41
    4.2.1 多胞型不确定系统的 H_∞性能分析  40-41
  4.3 L_2-L_∞性能分析  41-47
    4.3.1 多胞型不确定系统的 L_2-L_∞性能分析  47
  4.4 本章小结  47-48
第5章区间时滞变化率时滞系统的状态反馈  48-61
  5.1 H_∞状态反馈控制器设计  48-54
    5.1.1 多胞型不确定系统的 H_∞状态反馈控制器设计  51-54
  5.2 L_2-L_∞状态反馈控制器设计  54-60
    5.2.1 多胞型不确定系统的 L_2-L_∞状态反馈控制器设计  57-60
  5.3 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-68
致谢  68

不确定线性时滞系统具有低保守性的H_∞控制器设计

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