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切换系统的若干问题研究
中文名称: 切换系统的若干问题研究
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论文编号: 3102586收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Study on Several Problems of Switched Systems
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 控制理论与控制工程
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 切换系统 PID控制器 重置镇定 窗口H_∞范数 平方和规划 鲁棒稳定
简介目录: 点击此处 免费索取本论文简介和目录>>
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论文简介:本文研究了切换系统分析与控制设计的若干问题,主要内容如下: 1)针对一类连续时间切换线性系统,将切换引起的模型变化等效为系统的参数不确定性,研究了这类切换系统的稳定性与鲁棒稳定性。基于公共二次Lyapunov函数给出了稳定的充分条件,并应用这一方法分析一类离散时间切换线性系统的稳定性及鲁棒稳定性,且得出了稳定的充分条件。基于分段二次Lyapunov函数研究了一类离散时间状态依赖型切换线性系统的稳定性,利用S-Procedure考虑了状态分区情况,给出了这类切换系统稳定的充分条件,并进一步研究了状态反馈镇定问题。 2)针对一类不确定离散时间切换线性系统,在任意切换的情况下,研究了这类系统的鲁棒镇定问题,运用线性矩阵不等式(LMI)给出了状态反馈控制器的设计方案。在此基础上研究了一类不确定离散时间切换线性系统的干扰抑制问题,给出了这类切换系统鲁棒稳定且具有H<,∞>扰动衰减度的充分条件,并通过设计状态反馈控制器改善切换系统的扰动抑制性能。 3)研究了连续时间切换线性系统的子控制器优化设计问题。将传统H<,∞>范数的定义推广到了局部频段情形,提出了窗口H<,∞>范数这一新概念,基于GKYP 引理得到了广义界实定理。按照近似模型匹配原则提出了一种PID 控制器优化设计方法,将PID控制器的参数整定问题描述为窗口H<,∞>范数优化问题。给出了存在PID控制器参数使得近似模型匹配问题有解的充要条件,对于低频段、中频段、高频段给出了相应的结果。给出了一种基于幅值裕度和相角裕度的PID控制器设计方法,通过求解LMI得到PID控制器参数。为确保切换线性系统的稳定性,研究了控制器状态重置镇定方法,给出了控制器状态重置映射存在的充要条件,进一步提供了重置映射的构造方法。 4)针对一类切换仿射非线性系统,基于Sontag方法提出了一种镇定控制器设计方法。然后针对一类切换多项式非线性系统,采用多项式函数作为公共Lyapunov函数,提出了两种镇定控制器设计方法,第一种是直接法,通过求解平方和规划的可行性问题求取控制器;第二种是迭代法,通过求解平方和规划的优化问题求取控制器。对于一类状态依赖型切换多项式系统,提出基于分段多项式Lyapunov函数的迭代法设计镇定控制器。
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