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《东北大学》 2009年
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广义系统的耗散性分析及相关控制问题研究

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【摘要】:广义系统的耗散性质作为一种输入输出性质普遍地存在于系统的动力过程之中,它体现了系统在容许输入条件下能量的衰减特性。由于现实的系统大多是能量衰减系统,因此对广义系统耗散控制问题的研究具有重要的理论意义与应用价值。由于建模误差、线性化、条件变化和数据误差等因素可以引起系统矩阵的不确定性,另外,由于在信号的传输上可能导致时滞的存在,所以对不确定广义系统和广义时滞系统的耗散控制问题的研究也是必要的。 基于以上的观点,本文主要以线性矩阵不等式为主要工具,对广义系统的耗散控制问题进行了分析和研究,主要内容如下: (一)介绍了本文研究工作的背景。首先介绍了广义系统的结构特征及应用背景,并列举了许多实例说明本文所研究系统的实用性;接着介绍了广义系统控制理论的发展与研究现状,然后回顾了耗散控制研究意义及发展现状;其次简单介绍了导数比例反馈控制理论和线性矩阵不等式的研究意义和发展现状,指出本文的主要框架和分析问题的主要方法;最后简要介绍了本文的主要工作。 (二)给出了广义系统的耗散性的数学定义,讨论了广义系统耗散性与无源性之间的关系,并且基于这种关系给出了本文所要讨论的广义系统无源性的概念。随后讨论了广义系统耗散性与H∞性能之间的关系,这一关系说明广义系统的耗散性理论可以用来讨论抑制干扰信号对广义系统影响的问题。 (三)研究了广义系统的耗散控制问题。首先给出了广义系统严格耗散的GARE和LMI条件,随后讨论了广义系统耗散理论与广义系统正实引理和广义系统界实引理之间的关系。然后分别设计了状态反馈控制器和导数比例反馈控制器,使得闭环系统是容许且严格耗散的;最后对于线性分式不确定性广义系统,给出了鲁棒状态反馈控制器和鲁棒导数比例反馈控制器的存在条件和设计方法,保证了闭环系统对任意容许的不确定参数是广义二次稳定且严格鲁棒耗散的。 (四)研究了广义时滞系统的耗散控制问题。首先,分别在时滞独立以及时滞依赖两种情形下,给出了广义时滞系统严格耗散的LMI条件。然后分别设计了有记忆(无记忆)状态反馈控制器和有记忆(无记忆)导数比例反馈控制器,使得闭环系统是容许且严格耗散的;最后对于线性分式不确定性广义时滞系统,给出了鲁棒有记忆(无记忆)状态反馈控制器和鲁棒有记忆(无记忆)导数比例反馈控制器的存在条件和设计方法,保证了闭环系统对任意容许的不确定参数是广义二次稳定且严格鲁棒耗散的。 (五)研究了一类非线性广义系统的耗散控制问题。首先给出了这类非线性广义系统渐近稳定的LMI条件,然后给出了这类非线性广义系统渐近稳定且严格耗散的LMI条件,接下来给出了使得闭环系统渐进稳定且严格耗散的状态反馈控制器和导数比例反馈控制器的存在条件及控制器增益矩阵的求解算法。最后对于这类具有线性分式不确定参数的非线性广义系统,给出了鲁棒状态反馈控制器和鲁棒导数比例反馈控制器的存在条件和设计方法,保证了闭环系统是鲁棒稳定且严格鲁棒耗散的。同时,本文还研究了一类非线性广义时滞系统的耗散控制问题。首先,在时滞独立的情形下,给出了这类非线性广义系统渐近稳定且严格耗散的LMI条件,然后给出了使得闭环系统渐进稳定且严格耗散的有记忆(无记忆)状态反馈控制器和有记忆(无记忆)导数比例反馈控制器的存在条件及控制器增益矩阵的求解算法。最后对于这类具有线性分式不确定参数的非线性广义时滞系统,给出了鲁棒状态反馈控制器和鲁棒导数比例反馈控制器的存在条件和设计方法,保证了闭环系统对任意容许的不确定参数是鲁棒稳定且严格鲁棒耗散的。 (六)对本文的工作做了总结,同时,对进一步的研究工作做了展望。 本文中的所得结论,都给出了仿真算例,以说明设计方法的可行性与有效性。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP13

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王志伟;不确定广义系统的正实性和耗散性分析与控制[D];东北大学;2010年
2 胡晓琳;若干类T-S模糊系统的耗散性分析与综合[D];东北大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘辉金;于永新;;一类时滞不确定非线性广义系统的鲁棒与可靠性控制[J];辽宁科技大学学报;2008年01期
2 董心壮,张庆灵;一类广义非线性系统的H_∞控制[J];东北大学学报;2004年07期
3 杨成梧,谭华林;广义系统的最小实现问题[J];控制理论与应用;1988年01期
4 关新平,华长春,龙承念;不确定非线性系统的鲁棒耗散性与保性能控制[J];控制理论与应用;2003年06期
5 董心壮,张庆灵;时变不确定广义系统的鲁棒无源控制[J];控制理论与应用;2004年04期
6 张秀华,张庆灵;微分代数系统的无源性[J];控制理论与应用;2005年05期
7 邵汉永,冯纯伯;二次型耗散线性离散系统的鲁棒性分析与控制[J];控制与决策;2005年02期
8 董心壮,张庆灵;线性广义系统的鲁棒严格耗散控制[J];控制与决策;2005年02期
9 张秀华;张庆灵;;线性广义系统的无源控制[J];控制与决策;2006年01期
10 张鹏;付艳明;段广仁;;线性不确定广义时滞系统的鲁棒无源滤波器设计[J];控制与决策;2006年11期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 兰海;基于耗散理论的电力系统鲁棒非线性控制研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
2 杨丽;广义系统耗散控制问题的研究[D];东北大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马合保;康会光;;非线性广义系统的输入-状态稳定性[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年02期
2 李延波;;具有分布时滞不确定广义系统的稳定性研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年05期
3 成定平,屈国胜;鼠害综合防治的理论模型[J];安康师专学报;1999年01期
4 黄玉洁;;离散广义双线性系统的无源控制[J];鞍山师范学院学报;2006年02期
5 李兵,陈阳舟;基于网络动态交通路由问题的非线性H_∞控制(英文)[J];北京工业大学学报;2004年01期
6 于显利;刘顺安;;主动悬架耗散控制系统仿真与分析[J];北京工业大学学报;2012年01期
7 顾则全;廖福成;刘贺平;;不确定广义系统的保性能控制:LMI方法[J];北京科技大学学报;2006年01期
8 史桂刚;廖福成;;时变时滞不确定系统的鲁棒控制[J];北京科技大学学报;2006年09期
9 赵立英;刘坤;刘贺平;;一类具有状态及控制滞后的不确定系统的鲁棒控制[J];北京科技大学学报;2008年01期
10 肖剑;梁家荣;樊仲光;;线性滞后广义系统的二阶滑模控制方法[J];纯粹数学与应用数学;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曾涛;赵胜凯;;不确定非线性系统的鲁棒耗散控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 ;Derivative Feedback Control for Singular Systems[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 ;Robust Strictly Dissipative Control for Singular Systems with Time-delay and Parameter Uncertainties[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 ;Delay-dependent Robust H_∞ Control for Uncertain Discrete Singular Time-varying Delay Systems Based on a Finite Sum Inequality[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 张秀华;张庆灵;;微分代数系统的无源性在励磁系统中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 ;Iterative Learning Control for the Singular Systems with Delay[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 Hill David J.;;Advances in Stability Theory for Complex Systems and Networks[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 ;Delay-Dependent Absolute Stability Criteria for Lur’e singular Systems with Time-Varying Delay[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 杨丽;张庆灵;;一类不确定离散广义时滞系统的鲁棒耗散控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 ;Analysis and Design of Singular Linear Systems under Actuator Saturation and L_2/L_∞ Disturbances[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
2 庞菁菁;我国利率波动传导效应研究[D];吉林大学;2011年
3 吴永红;复杂动态系统的一致性与耗散性研究[D];华中科技大学;2011年
4 张启侠;正向和倒向随机系统的H_2/H_∞控制[D];山东大学;2011年
5 蒋朝辉;奇异系统时滞相关容许性分析及鲁棒控制研究[D];中南大学;2011年
6 韦笃取;永磁同步电动机控制系统混沌行为分析及抑制和镇定[D];华南理工大学;2011年
7 高崧;宽带宏模型技术与无源性补偿[D];西安电子科技大学;2011年
8 何舒平;随机跳变系统的鲁棒控制与故障检测及其应用[D];江南大学;2011年
9 陶洪峰;非线性系统的模糊鲁棒容错控制研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 刘蕾;基于动态补偿的线性系统最优控制[D];天津大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘敬娜;几类生物动力学系统模型的变结构控制[D];辽宁师范大学;2010年
2 朱柳霞;广义传染病模型的复杂性控制[D];辽宁师范大学;2010年
3 刘现明;时滞离散广义系统的稳定性与控制[D];中国海洋大学;2010年
4 郭亚峰;带乘性噪声广义系统最优估计数值稳定性算法研究[D];中国海洋大学;2010年
5 邓志会;线性不确定中立型时滞系统的鲁棒无源控制与滤波[D];哈尔滨理工大学;2010年
6 李琳;不确定线性时变时滞系统的鲁棒无源控制[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 刘少伟;不确定奇异系统的鲁棒保性能控制[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 王利杰;不确定广义系统的鲁棒预测控制研究[D];鲁东大学;2009年
9 吴祥;几类线性系统的稳定性分析与鲁棒镇定[D];江南大学;2010年
10 迟青光;刀具切削力扰动下机床悬浮气隙的控制研究[D];沈阳工业大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘晓东,张庆灵,王岩;T-S模糊广义系统的H_∞控制[J];东北大学学报;2002年05期
2 董心壮,张庆灵;线性广义系统的输出反馈无源控制[J];东北大学学报;2004年04期
3 董心壮,张庆灵,郭凯;具滞后的离散广义系统的无源控制[J];电机与控制学报;2003年03期
4 杨成梧,谭华林;广义系统的最小实现问题[J];控制理论与应用;1988年01期
5 张端金,邹云,杨成梧,吴捷;2-D奇异系统的干扰解耦控制[J];控制理论与应用;1999年02期
6 贺爱玲,陈卫田,初学导;广义不确定系统的模糊滑模控制[J];控制理论与应用;1999年05期
7 关新平,华长春,龙承念;不确定非线性系统的鲁棒耗散性与保性能控制[J];控制理论与应用;2003年06期
8 董心壮,张庆灵;时变不确定广义系统的鲁棒无源控制[J];控制理论与应用;2004年04期
9 董心壮,张庆灵;滞后离散广义系统的鲁棒严格耗散控制[J];控制理论与应用;2005年05期
10 邵汉永,冯纯伯;二次型耗散线性离散系统的鲁棒性分析与控制[J];控制与决策;2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 兰海;基于耗散理论的电力系统鲁棒非线性控制研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
2 朱淑倩;线性奇异时滞系统的鲁棒控制[D];山东大学;2005年
3 王汝凉;离散时滞广义系统的鲁棒稳定性分析与控制[D];华南理工大学;2001年
4 杨帆;时滞广义系统鲁棒控制的研究[D];东北大学;2005年
5 郭继峰;滞后广义系统的变结构控制[D];中国海洋大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘志康;非线性系统的分段模糊控制方法的研究[D];江南大学;2008年
2 陈国洋;一类T-S模糊控制系统的稳定性分析及设计[D];上海交通大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张秀华,张庆灵;带有不确定性的离散广义系统的二次稳定性[J];东北大学学报;2002年04期
2 董心壮,张庆灵,郭凯;离散广义系统的静态输出反馈H_∞控制[J];东北大学学报;2002年11期
3 董心壮,张庆灵,郭凯;离散广义系统的无源控制[J];东北大学学报;2003年04期
4 于浩,刘瑞叶,陈学允;带等效控制项的非线性变结构附加励磁控制[J];电力系统自动化;1999年01期
5 孙元章,刘前进;FACTS控制技术综述──模型,目标与策略[J];电力系统自动化;1999年06期
6 王仲鸿,姜齐荣,沈东;关于新型静止无功发生器模型参数及暂态控制模型选择的讨论[J];电力系统自动化;1999年24期
7 谭振宇,程时杰,魏璇,李江,文劲宇;基于神经网络的自适应电力系统稳定器[J];电力系统自动化;2000年15期
8 孙昀,沈祖诒;贯流式机组综合型模糊神经网络智能控制研究[J];电力系统自动化;2000年15期
9 朱慧瑜,童陆园,郭春林,王仲鸿;FACTS暂态稳定控制的系统模型的研究[J];电力系统自动化;2000年16期
10 刘锋,梅生伟,卢强;ASVG的非线性L_2增益干扰抑制控制器[J];电力系统自动化;2000年20期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 兰海;基于耗散理论的电力系统鲁棒非线性控制研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹云,杨成梧;能控(观)广义系统集的拓扑结构[J];控制理论与应用;1992年01期
2 王殿辉,谢绪恺;广义系统在输出反馈下的脉冲行为[J];控制理论与应用;1995年03期
3 田丽;变结构控制的新进展──评《广义系统变结构控制》[J];控制理论与应用;1999年04期
4 王卿,张庆灵;广义系统具有正定解的Lyapunov方程[J];计算技术与自动化;2002年03期
5 时晓岩,高志伟;模糊广义系统的稳定性分析与控制器设计[J];天津大学学报;2004年09期
6 王殿辉;广义系统C-可控性的一个注记[J];控制与决策;1994年06期
7 邢伟,张庆灵,王启义,刘会立;广义系统状态反馈H_∞控制的一个条件[J];控制与决策;2001年02期
8 张庆灵,王卿,丛昕;广义系统稳定性的研究[J];东北大学学报(自然科学版);2002年07期
9 储德林,蔡大用;广义系统能控性和R-能控性的稳定计算[J];数值计算与计算机应用;1992年03期
10 陈跃鹏,张庆灵,翟丁,徐天群;具有乘法式摄动的广义系统H_∞控制器设计[J];系统工程与电子技术;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马静;高志伟;;广义系统的同时镇定研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 谭冲;张显;;一类线性时不变广义系统的完全能观性[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 唐万生;李光泉;;能控广义系统的通有性[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第2卷)[C];1993年
4 唐万生;李光泉;;广义系统的微分对策问题[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第1卷)[C];1991年
5 李文林;;广义系统变结构控制设计的新方法[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(下册)[C];1995年
6 唐万生;李光泉;许艳丽;;离散随机广义系统状态估计的对偶问题[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第2卷)[C];1993年
7 唐万生;李光泉;;广义系统最优问题中的动态规划方法[A];科学决策与系统工程——中国系统工程学会第六次年会论文集[C];1990年
8 李琴;郭秀慧;王宪杰;;广义系统的动态输出无源控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
9 泰超英;戴冠中;;广义离散随机线性系统的降阶估计[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
10 雷艾玲;;广义系统特征值问题[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 赛迪顾问软件与信息服务产业研究中心总经理 仓剑;BAOS,推进两化融合战略落实[N];中国计算机报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李琴;一类广义系统的无源性分析及相关控制问题的研究[D];东北大学;2008年
2 冯毅夫;广义系统的稳定性分析及相关控制的问题研究[D];东北大学;2010年
3 田卫华;一类非线性时滞广义系统的鲁棒模糊控制研究[D];东北大学;2008年
4 周磊;广义系统的状态估计与反馈镇定[D];华东师范大学;2010年
5 袁宇浩;一类T-S模糊广义系统的分析与综合[D];东北大学;2008年
6 张艳;一类T-S模糊广义系统的无源控制[D];东北大学;2008年
7 刘云龙;变结构控制策略及在广义系统与Delta算子系统中设计研究[D];中国海洋大学;2012年
8 李吉祥;不确定离散广义系统非脆弱鲁棒控制及鲁棒性能分析[D];哈尔滨理工大学;2011年
9 钟宁帆;线性奇异摄动系统极限性能分析与综合[D];南京理工大学;2007年
10 吴争光;广义时滞系统的分析与综合[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 全新;广义系统的耗散性分析及相关控制问题研究[D];东北大学;2009年
2 张娜;时滞广义系统的H_∞控制[D];燕山大学;2012年
3 齐旭;广义系统的结构分析及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 黄磊;广义系统的H_∞滤波器设计问题[D];东北大学;2008年
5 宋敏;时滞广义系统的稳定与镇定[D];东北大学;2008年
6 吕昫光;离散非方广义系统的能控性、能观性及稳定性分析[D];东北大学;2010年
7 吴荣华;广义系统的矩阵分析方法及分类研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
8 杨新荣;带有约束的广义系统的调节问题[D];黑龙江大学;2010年
9 袁凤;时滞广义系统渐近稳定性及H_∞控制[D];中国海洋大学;2012年
10 朱潜;广义系统的鲁棒动态阶配置[D];东北大学;2008年
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