具有執行器飽和的切換系統的分析與控制

《具有執行器飽和的切換系統的分析與控制》是依託天津大學，由王一晶擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：具有執行器飽和的切換系統的分析與控制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王一晶
• 依託單位：天津大學

項目摘要

切換系統作為一類重要的混雜動態系統，可以描述和分析許多實際的系統，具有廣泛的工程套用背景。另一方面，幾乎所有的控制系統都存在執行器飽和，這種非線性因素會降低系統的性能，甚至破壞系統的穩定性。因此深入研究具有執行器飽和的切換系統的各種理論問題，將對工程實際有著重要的指導意義和套用價值。.本項目首先研究各個子系統存在執行器飽和時切換系統的能控性和能觀性，建立此類系統能控和能觀的判據；利用公共Lyapunov函式、多Lyapunov函式、微分包含等方法研究執行器飽和切換系統的可鎮定條件以及相應切換律的設計方法；在此基礎上，進一步對不確定飽和切換系統進行魯棒穩定性與魯棒性能分析；研究執行器飽和切換系統的擾動允許和擾動抑制能力；研究執行器飽和切換系統的最佳化設計問題，以實現系統消耗能量最小、過渡過程時間最短等性能指標，給出最優切換時刻、最優切換律和最優控制輸入的統一設計方法。

結題摘要

首先研究了一類特殊的切換系統-馬爾可夫跳變系統在執行器飽和約束下的隨機鎮定和H∞控制問題。已有結果中假設系統的轉移機率矩陣完全已知，我們考慮了更具一般性的轉移機率矩陣部分元素未知的情況，不僅實現了閉環系統的隨機穩定，而且滿足一定的H∞性能指標。其次，不同於現有基於Lyapunov穩定性理論的結果，我們採用了平均停留時間方法給出了具有脈衝作用的連續和離散線性切換系統有限時間穩定性條件。即使所有的子系統均不穩定，在滿足一定條件下也可以實現系統的有限時間穩定。然後又把上述結果推廣到了非線性切換系統的有限時間穩定上。接著，建立了具有固定周期控制器切換方式（間歇控制）作用下混沌時滯系統的指數同步新判據，不僅取消了原有結果對控制寬度的限制，而且無需求解超越方程。此外，設計了一種新型的魯棒方差受限濾波器處理網路控制系統中經常存在的測量信號丟失問題，不再要求系統狀態矩陣為非奇異，擴大了此方法的套用範圍。