發(fā)布時間：2020-07-25 21:06

【摘要】：切換系統(tǒng)是由若干個子系統(tǒng)以及一個協(xié)調各個子系統(tǒng)之間切換的切換策略構成的,在自然科學,工程系統(tǒng)等方面都有廣泛的運用。在實際工程控制中,系統(tǒng)在識別子系統(tǒng)和請求相應的控制器時需要一段時間,控制器的切換相對于子系統(tǒng)的切換存在切換時延,從而產(chǎn)生異步行為。如果對系統(tǒng)的研究中不考慮異步切換,通常會使系統(tǒng)無法達到預期性能,甚至無法保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。執(zhí)行器飽和是一種典型的非線性特性,實際上,由于設備的限制和安全的需要,系統(tǒng)或多或少的受到了執(zhí)行器飽和的限制。因此設計控制器的時候,通常要考慮執(zhí)行器飽和的約束。本文研究三類切換連續(xù)時間時滯系統(tǒng)的異步切換控制問題,所取得的研究成果如下:一.研究具有非線性擾動的連續(xù)時間時滯系統(tǒng)的異步切換控制。使用多Lyapunov函數(shù)和平均駐留時間的方法,設計一個狀態(tài)反饋控制器,使得閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定。其中,狀態(tài)反饋控制律的設計條件是用線性矩陣不等式的形式給出,易于求解。二.研究了具有執(zhí)行器飽和異步切換連續(xù)時間時滯系統(tǒng)的鎮(zhèn)定問題。考慮無擾動的情形下,使用凸包技術來表示執(zhí)行器飽和,使用多Lyapunov函數(shù)和平均駐留時間的方法,設計一個狀態(tài)反饋控制器,使得閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定。在系統(tǒng)存在非線性擾動的情形下,設計H∞控制器,使存在非線性擾動的閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定,并且滿足H∞性能指標。三.研究具有執(zhí)行器飽和的異步切換連續(xù)時間網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的鎮(zhèn)定問題。同時考慮網(wǎng)絡信號傳輸?shù)木W(wǎng)絡誘導時延和控制器的切換滯后情形,使用多Lyapunov函數(shù)和平均駐留時間的方法,設計異步狀態(tài)反饋控制器,使得閉環(huán)系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定。以上研究方法均給出仿真實例,表明所提方法的有效性。
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O231
【圖文】：

圖３．２：子系統(tǒng)和控制器的切換時刻逡逑的參數(shù)帶入（３．３１）式；得；逡逑＼＼ｘ｛ｔ）＼＼邋＜邋２．８８７３ｅ－°－０１（ｉ＿＜ｏ）邋ｓｕｐ邋＼＼ｘ｛ｄ）＼＼ｔ0＿Ｔ＜Ｃ０〈ｔ0逡逑３．４１）可知閉環(huán)系統(tǒng)在異步切換控制下是指數(shù)穩(wěn)定的，給出狀態(tài)響應＝［－０．２５，０．５ｆ并得到狀態(tài)響應圖３．１，圖３．１表明了系統(tǒng)狀態(tài)是漸進穩(wěn)定的系統(tǒng)和控制器的切換時刻。逡逑本章小結逡逑本章研宄了具有非線性擾動異步切換時滯系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定問題。使用的辦法，構造Ｌｙａｐｕｎｏｖ－Ｋｒａｓｏｖｓｋｉｉ泛函，設計狀態(tài)反饋控制器使得閉定。最后給出的數(shù)值例子表明我們所提的方法的有效性。逡逑

０邐１邐２邐３邐４邐５邐６邐７邐８邐９邐１０逡逑ｔｉｍｅ邋ｔ逡逑圖３．１：系統(tǒng)（３．９）的狀態(tài)響應圖逡逑邐ｏｆ邋ｓｕｂｓｙｓｔｅｒｉ＊逡逑邐ｓｗｉｌｃｉｉｓｄ邋0ｌ邋ｃｏｎｎｏＳｃｒ逡逑＇：料邐邐邋＇＇＂；逡逑：夂葉邐ｎ—ｎ邐—ｉ—ｒｉ邐＿逡逑｜邋Ｉ邐Ｉ邐！逡逑ｒ邋ｉ邐！逡逑，N丨ＨＪ—」山邐ｉ逡逑，逡逑＿逡逑％邋……＂ｔｒ￣￣，邋Ｘ邋＇邋＇￣￣ｉ邐ｔ邋；；＇Ｔｉ８￣７：７￣ｉ２邋ｕ￣邋＇ｉｉ邋ｊｉ邋……２０逡逑圖３．２：子系統(tǒng)和控制器的切換時刻逡逑相應的參數(shù)帶入（３．３１）式；得；逡逑＼＼ｘ｛ｔ）＼＼邋＜邋２．８８７３ｅ－°－０１（ｉ＿＜ｏ）邋ｓｕｐ邋＼＼ｘ｛ｄ）＼＼邐（３．４１）逡逑ｔ0＿Ｔ＜Ｃ０〈ｔ0逡逑由（３．４１）可知閉環(huán)系統(tǒng)在異步切換控制下是指數(shù)穩(wěn)定的，給出狀態(tài)響應的初始逡逑值抑＝［－０．２５，０．５ｆ并得到狀態(tài)響應圖３．１，圖３．１表明了系統(tǒng)狀態(tài)是漸進穩(wěn)定的，圖３．２逡逑是子系統(tǒng)和控制器的切換時刻。逡逑３．３本章小結逡逑本章研宄了具有非線性擾動異步切換時滯系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定問題。使用平均駐留逡逑時間的辦法，構造Ｌｙａｐｕｎｏｖ－Ｋｒａｓｏｖｓｋｉｉ泛函，設計狀態(tài)反饋控制器使得閉環(huán)系統(tǒng)指逡逑數(shù)穩(wěn)定。最后給出的數(shù)值例子表明我們所提的方法的有效性。逡逑１８逡逑

邋Ｋ２邋＝逡逑０．１９０７邐０．０４７６邐ｊ邐＇邐［邐－０．１１３１邐－０．０２９６逡逑平均駐留時間Ｔａ＝邋１．７８１８，最大的控制器異步切換律為０．５。圖４．１表示系統(tǒng)狀態(tài)響應逡逑圖和切換信號。逡逑系統(tǒng)存在非線性擾動ａ；邋＝邋２ｅ－Ｇ？氣由定理４．２．１，切換信號ａ⑷滿足平均駐留時逡逑間１．７８１８，可解得丑00控制器為：逡逑＇０．０２５８邐—０．２６３７邐１邐「一０．０１９４邐－０．０７４１邐＂逡逑＇邐［０．２９０６邐０．０８３３邐＇邐２邐［邐－０．０７５２邐－０．０１８２逡逑圖４．２表明閉環(huán)系統(tǒng)（４．４）具有擾動ａ；邋＝邋２ｅ－＾指數(shù)穩(wěn)定。逡逑ｓｔ３ｌ？邋？？ｓｐｏｎ＜Ｊ逡逑１２ｆ－￣，邐ｒ￣￣＾邐邐邐邐邐一３，邐；邐■邐■邐＞邐■——一．．．．．．．．．．．邋邐邐邐－ｙ．逡逑ｘｌ｜＿邐＇＇邐邐逡逑＾２邐■．＞－．；邋；；■邐邐ｓｗｉｔｃｈｅｄ邋ｏｆ邋ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ邋、、－逡逑：■邋－１邋？邐邐■邐邐ｓｗｉｔｃｈｅｄ邋ｅｒｆ邋ｃｏｎｔｒｏＵｄｆｓ邋．逡逑Ｍ逡逑畫邐：２邋Ｉ邋＇邋ｒ邋ｉ邋１邐ｒ邋１「１邐邋＇邋■逡逑％邋？邐．１邐Ｉ邋？邐Ｉ邋Ｉ邐Ｉ邐丨丨邐Ｉ逡逑Ｓ丨邐■：邐１邋１５丨丨丨邋丨丨邐■馨逡逑－0邋Ｊ邐ｉ邐ｍ：邐ｉｉ邐ｉ邋ｉ邐ｉ逡逑Ｊ＿Ｊ．ｉ邐ＬＵ」邐Ｊ逡逑８邋＼逡逑■ｖ邐；＞，逡逑／：．￥■邋、邐邐逡逑２邋ｉ￣卞邋￣Ｔ￣￣１２￣邋—１４￣￣ｉｓ00邋２邋ｎ—邋１邋４邐一邋１＾７１邋玄邋２０逡逑ｔｉｍｅ！邐１逡逑圖４．１：系統(tǒng)（４．１）的狀態(tài)響應和切換信號逡逑１邋邋，邋邐ｒ－邋：邋

【參考文獻】

相關期刊論文 前5條

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3 王永強;葉昊;王桂增;;網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)故障檢測技術的最新進展[J];控制理論與應用;2009年04期

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相關博士學位論文 前1條

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相關碩士學位論文 前1條

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本文編號：2770367