离散时滞系统的鲁棒控制及应用

【摘要】： 本文研究离散时滞不确定系统的鲁棒稳定性分析和鲁棒控制器设计问 题。由于近些年来计算机在工业现场的广泛应用，对这一问题的深入研究， 不仅能完善时滞系统的理论体系，而且将极大地推动时滞系统理论在实际中 的应用。本文以离散时变时滞系统的时滞相关稳定性判定准则和鲁棒控制这 一富挑战性的研究课题为主线展开了深入的研究，主要有以下研究成果： 一、研究了离散时滞系统时滞相关稳定性判定准则和相应的时滞鲁棒性 问题。分别基于Lyapunov函数方法和Lyapunov-Krasovskii泛函方法，结 合一个构造性差分格式提出了新的鲁棒稳定判定准则。提出了“控制时滞” 的新思想，设计了状态反馈和动态输出反馈鲁棒控制器；结合一类具相似结 构的不确定性离散时滞大系统，给出了时滞相关分散镇定控制器的设计方法； 深入地探讨了时滞反馈控制器的设计，进一步分析了“时滞”对系统鲁棒性 的影响。 二、研究了离散时滞系统弹性控制器设计和容错控制器设计问题，首次 将弹性控制器设计思想引入到时滞系统中，得到了更具实际意义的鲁棒控制 方案。提出“直接增补”的方法，并应用到离散时滞系统的容错控制器设计 中，较好地解决了系统的鲁棒性和容错性的冲突。 三、深入探讨了离散时滞系统的无源化镇定控制器设计问题，推广了现 有的时滞系统无源稳定性结果，为离散非线性时滞系统和具有非线性不确定 性的离散时滞系统的稳定性分析和镇定控制提供了一条新路。 四、基于现有的2-D离散系统稳定性分析结论，讨论了2-D离散系统的 鲁棒镇定控制器设计问题。基于线性矩阵不等式（LMI）方法，给出了鲁棒H_∞ 控制和保性能控制的设计框架，以及控制器存在的充分条件。 最后，结合ATM（异步传输模式）网络拥塞控制，给出了时滞系统应用 与网络流量控制的一些初步探讨，目前正在将模糊-神经网络、预测模型控制 燕山大学工学硕士学位论文 应用到含有时滞的复杂的网络流量环境中，以给出一个更有效的流量控制机 理。