《切換系統的平均駐留時間控制器設計》是何偉發布的論文。
基本介紹
- 中文名：切換系統的平均駐留時間控制器設計
- 作者：何偉
- 關鍵字：切換系統;切換控制;平均駐留時間（ADT）;全階和降階控制器;線性矩陣不等式（LMI）;加權L2增益性能;
- 基金資助：國家自然科學基金項目（61973125;61803161）； 廣東省省級科技重大專項（2018B010108001;2017B090914001;2017B030306017）；
- 專輯：信息科技
- 專題：自動化技術
- DOI：10.27151/d.cnki.ghnlu.2020.004749
- 分類號：TP13
- 導師：謝巍;
- 學科專業：控制理論與控制工程
內容簡介,
內容簡介
隨著控制對象越來越複雜,對控制性能指標要求也越來越高,同時系統運行機制受到多方面因素的制約,許多實際控制問題須通過切換系統理論才能得到更好的解決,切換系統分析與綜合研究成為了學術界和工程研究領域的熱點問題。切換系統的動力學行為不僅取決於各個切換子系統,還與切換規則密切相關。平均駐留時間（Average Dwell Time,ADT）切換規則是切換系統分析與綜合的一種有效工具。儘管經過數十年的研究,切換系統的理論與套用研究已取得了豐碩的成果,然而,切換系統控制系統設計還有許多需要進一步探討的問題。首先,在基於多Lyapunov函式的切換系統控制器設計中,約束兩個相鄰Lyapunov函式跳變的邊界條件的數值計算複雜,往往只能得到一個充分條件的保守解;其次,關於切換系統的加權L2增益性能切換控制器參數化研究還不盡人意;最後,切換系統的降階控制器設計也是一個關鍵科學問題。針對上述三個方面問題,本文著重研究了基於平均駐留時間切換規則的切換控制器設計。具體研究內容主要包括以下幾個方面:（1）針對離散時間切換系統的加權L2增益性能實現,研究了基於ADT的全階輸出反饋切換控制器設計方法。切換系統在每個切換瞬間執行復位規則,基於變數消元法和變數替換法的線性化求解方法,給出了離散時間切換系統加權L2增益性能的充分條件;進而設計了一個離散時間切換動態輸出反饋控制方法。（2）針對連續切換線性變參數（Linear Parameter Varying,LPV）系統的加權L2增益性能實現,研究了基於ADT的切換控制器設計方法。由於控制器設計中約束兩個相鄰Lyapunov函式跳變的邊界條件往往是非凸的,本文引入一種執行復位規則的監測器,設計了一個連續時間切換的動態輸出反饋控制方法,得到加權L2增益性能綜合的充分條件,將邊界條件通過矩陣的初等變換和Schur補引理變換成線性矩陣不等式（Linear Matrix Inequalities,LMIs）形式,使得切換系統滿足某一加權L2增益性能。（3）研究了連續時間切換LPV系統的加權L2增益性能降階控制器實現。一般切換控制器的階次和系統對象的階次是一致的,全階的控制器實現成本高。本文在每個切換瞬間執行復位規則,提出一種降階的輸出反饋控制方法,並和傳統的非復位規則降階輸出反饋控制器進行了比較,驗證了所提出方法的有效性。（4）研究了連續時間切換系統的加權L2增益性能切換控制器參數化設計方法。引入ADT切換規則和多李雅普諾夫函式,設計了一組動態切換輸出反饋控制器,提出了Riccati不等式和LMIs兩種形式的求解方法,保證了閉環切換系統滿足加權L2增益性能,給出了切換系統的控制器參數化形式。
