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《东华大学》 2011年
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时滞系统的稳定性分析与滤波器设计

刘金良  
【摘要】:本文讨论了几类线性/非线性时滞系统的稳定性与滤波器设计问题,其中包含线性时滞系统、Markov跳跃系统、T-S模糊系统、网络控制系统。由于时滞系统的稳定性分析与滤波器设计的研究具有重要的理论和实际意义,因此受到广泛关注,并得到了许多研究成果。本文发展了一些时滞依赖的处理方法和技巧,通过使用线性矩阵不等式技术、时滞分段分析方法、矩阵函数凸性和一些矩阵不等式放缩技巧,获得了具有更小保守性的时滞系统的稳定性分析判据和滤波器设计算法。具体而言,本文的结构框架描述如下: ●第一章给出了本课题研究的背景、动机、结构以及本课题的主要贡献,并阐述了本文各章节的主要研究内容。 ●第二章分别讨论了一类具有时变时滞和随机时滞的连续系统的滤波器设计问题。在2.2节,基于时滞分段分析方法及矩阵函数凸性,得到了具有更小保守性的滤波器存在的充分性条件,并用数值算例来验证本节提出方法的有效性和优越性。在2.3节,对一类具有随机时滞的线性系统设计了H∞滤波器,其中此时的随机时滞假定满足某些随机特性,通过考虑时滞在不同区间的取值概率,引入了一个满足贝努力分布的随机变量,建立了一个新的包含时滞概率分布的数学模型,借以得到了具有更小保守性滤波器存在的判据,该判据不仅和时滞的大小有关还和时滞的概率分布有关。最后通过一个数值算子验证该方法的有效性和优越性。 ·第三章研究了一类具有Markov参数跳跃的时滞系统的滤波器设计问题。在3.2节,对一类具有确定时延的Markov参数跳跃系统进行了滤波器设计。首先,采用对确定时延进行分段和Lyapunov稳定性理论,得到了具有更小保守性的滤波误差系统稳定的判据,然后,借以得到了用LMIs形式表达的滤波器增益。最后,通过数值例子验证了该方法的有效性和优越性。在3.3节,对类具有时变时延的Markov参数跳跃系统进行了滤波器设计。音先,通过使用Lyapunov(?)急定性理论和矩阵函数凸性,对滤波误差系统进行H∞性能分析,得到了具有更小保守性的稳定性判据,进一步得到了用LMIs形式表示的要设计的滤波器增益。最后,用数值例子验证了该方法的有效性和优越性。 ●第四章对一类T-S模糊系统分别讨论了镇定、可靠性控制以及H∞滤波器设计等问题。在4.2节,对一类带有随机输入时滞的T-S模糊离散系统设计了有记忆控制器。其中,通过使用状态增广的方法来补偿随机输入时滞给系统带来的影响,然后,引入一系列的满足贝努力分布的随机变量,进而建立了新的更符合实际的状态空间模型。在新建模型的基础上,通过利用Lyapunov泛函稳定性理论,设计了目标系统的有记忆的控制器,并且得到了该类T-S模糊离散系统随机均方稳定的充分性条件。最后借助一个数值例子验证了该方法的有效性。在4.3节,考虑了一类带有随机传感器和执行器故障的T-S模糊系统的可靠性控制问题。这里,每个传感器和执行器的故障都是随机出现的,他们失真的概率用两个不相关的满足一定概率分布的随机变量来表示。通过考虑概率传感器和执行器故障,建立了一个新的系统模型。基于新的数学模型,设计该系统的可靠性控制器,并且利用Lyapunov(?)急定性理论和线性矩阵不等式技术得到了该类系统稳定的充分性条件。最后通过一个数值例子验证了本方法的有效性。在4.4节,通过使用分段分析的方法,对一类T-S模糊系统设计了H∞滤波器。通过将时滞区间划分成多个小区间,然后利用矩阵函数凸性,以及引入自由权矩阵,得到用LMIs表示的具有更小保守性的时滞依赖H∞滤波器存在可行解的判据。最后在数值算例中,通过与已有文献结果进行比较,验证了本节提出方法的有效性以及具有更小的保守性。 ●第五章,讨论了一类网络控制系统的H∞滤波器设计。在5.2节,对一类具有随机传感器时滞的网络控制系统进行了H∞滤波器设计。通过引入一个满足贝努力分布的随机变量,建立了一个新的系统模型。进而借助线性矩阵不等式技术得到了滤波误差系统稳定性判据。最后通过数值例子验证该方法的有效性。在5.3节,研究了一类具有随机传感器失真的离散网络控制系统。同时,在考虑网络诱导下的非理想QoS,建立了更符合实际的数学模型,然后通过使用矩阵函数凸性和LMIs技术得到了目标系统稳定的判据。需要指出的是,此时的稳定性判据不仅和传感器网络诱导的时延有关,还和随机传感器失真的概率有关。最后通过数值例子验证方法的有效性。 ●第六章,总结了本论文的主要研究内容,并指出需要进一步去研究的工作。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP13

【参考文献】
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1 张群亮,关新平;不确定关联时滞系统的鲁棒H_∞滤波[J];控制理论与应用;2004年02期
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1 李会莹;鲁棒滤波问题的若干研究[D];南京理工大学;2007年
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1 罗毅平,邓飞其;变时滞分布参数系统的全局指数稳定性[J];控制理论与应用;2005年04期
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1 张小峰;时滞大系统分散鲁棒H_∞控制及滤波的研究[D];中南大学;2007年
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1 邵锡军,杨成梧;具有约束方差的不确定性Delta算子系统的鲁棒滤波器设计[J];兵工学报;2001年03期
2 朱宝彦,张庆灵,笪可宁;基于状态反馈的广义T-S模糊系统鲁棒H_∞控制[J];东北大学学报(自然科学版);2004年05期
3 朱宝彦,张庆灵;时滞T-S模糊广义系统鲁棒H_∞控制[J];电机与控制学报;2005年04期
4 刘立恒,邓正隆,王广雄;离散系统方差约束鲁棒H_2/H_∞滤波的新算法[J];控制理论与应用;2004年03期
5 王子栋,郭治;含结构参数摄动的线性离散系统的鲁棒约束方差状态估计[J];控制与决策;1997年01期
6 关新平,张群亮,段广仁;区间时滞组合系统的鲁棒分散H_∞控制[J];控制与决策;2002年03期
7 孙敏慧;邹云;徐胜元;;马尔可夫切换系统的鲁棒H_∞控制[J];控制与决策;2005年12期
8 朱纪洪,郭治,胡维礼;基于方差配置不确定系统的鲁棒滤波[J];自动化学报;1999年06期
9 张勇,史忠科,戴冠中,周自全;区间系统的离散鲁棒Kalman滤波[J];自动化学报;2000年03期
10 向丽;徐道义;;一类带分布时滞微分系统的全局指数稳定性[J];四川师范大学学报(自然科学版);2006年03期
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1 陈志盛;基于LMI的非线性时滞系统的鲁棒模糊控制与滤波研究[D];中南大学;2005年
2 朱进;Markov跳跃系统的鲁棒Kalman滤波与非线性控制[D];中国科学技术大学;2006年
3 付艳明;跳变时滞不确定系统的鲁棒控制与滤波[D];哈尔滨工业大学;2006年
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1 白雷石,田作华,施颂椒;线性状态多时滞系统鲁棒故障诊断滤波器设计[J];系统工程与电子技术;2005年10期
2 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
3 李会莹;李明;李桂芳;杨成梧;;连续时滞模糊系统的H_∞滤波[J];系统工程与电子技术;2008年02期
4 ;2006年自动化学报第32卷总目次[J];自动化学报;2006年06期
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6 马大中;张化光;王占山;冯健;;一类非线性时滞系统的鲁棒H_∞滤波器设计[J];电子学报;2010年09期
7 张登峰,王执铨,胡寿松;一类Neutral时滞系统的鲁棒故障检测方法[J];仪器仪表学报;2005年01期
8 李伟;杜玉蕾;;广义预测控制在时滞系统中的应用[J];电脑应用技术;2009年02期
9 俞立;不确定线性时滞系统的稳定化控制器设计[J];控制理论与应用;1991年01期
10 孙翔,王子栋,郭治;不确定线性系统的鲁棒稳定化设计[J];南京理工大学学报;1995年01期
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1 王玉梅;何宁;赵娟;;不确定线性时滞系统鲁棒故障诊断滤波器设计LMI方法[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
2 马文涛;王清源;陈立峰;丁川;高秀晓;;金属柱加载双模滤波器技术[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
3 王星;李智斌;;线性不确定时滞系统的时滞相关鲁棒稳定性[A];第二十二届中国控制会议论文集(上)[C];2003年
4 刘家轩;章新华;;恒定阻带抑制及最小二乘矩阵滤波器性能比较[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
5 刘乘源;姜弢;张晶;李迎松;;高性能带宽增强的超宽带微带双通带滤波器设计[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
6 景伟杰;徐金平;丁德志;;悬置带线超宽带滤波器设计[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
7 韩清龙;俞金寿;;满足匹配条件的不确定性时滞系统鲁棒稳定性的新判据[A];管理科学与系统科学进展——全国青年管理科学与系统科学论文集(第4卷)[C];1997年
8 孙继涛;张银萍;;时变时滞不确定系统的滞后相关稳定性[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
9 李福明;彭建春;段广仁;;一种时滞系统鲁棒故障检测与分离的参数化方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 俞浒;;半集总元件低通滤波器设计[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
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1 cyf 翻译;高效率无线发射机的动态电源设计(9)[N];电子报;2008年
2 成都 cyf 编译;采用摩托罗拉公司大功率场效应管的高保真开关音频功率放大器设计(7)[N];电子报;2006年
3 学生记者 何美;答案在下一堂课[N];新清华;2004年
4 肖思思;TCL新型数字家电可进行手势识别[N];中国税务报;2007年
5 本报记者 王小庆;宽带革命挑战DSP[N];中国电子报;2001年
6 王娟;竭诚服务用户治理谐波公害[N];中国冶金报;2000年
7 Cyf 翻译;高效率无线发射机的动态电源设计(1)[N];电子报;2008年
8 ;台达机架式UPS 突出安全保护功能[N];中国计算机报;2002年
9 王娟;国产-45Mvar~+50Mvar静止型动态无功补偿装置在西安研制成功[N];中国冶金报;2000年
10 刘维民;静止型动态无功补偿装置的应用[N];中国冶金报;2000年
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1 刘金良;时滞系统的稳定性分析与滤波器设计[D];东华大学;2011年
2 王东;切换时滞系统的H_∞滤波与故障检测[D];大连理工大学;2010年
3 李萍;切换时滞系统稳定性的若干问题研究[D];电子科技大学;2010年
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9 祁伟;时滞系统与复杂动力学网络的研究[D];兰州大学;2009年
10 罗佳伟;几类高阶时滞系统的动力学与控制[D];吉林大学;2013年
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1 苏晓杰;离散T-S模糊时滞系统的模型降阶[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 赵宁宁;带有无穷分布时滞的离散系统的H_∞滤波器设计[D];曲阜师范大学;2011年
3 张锋辉;嵌入式C/S架构服务器在时滞系统中的研究与应用[D];西华大学;2010年
4 宋琳;多传感器时滞系统的信息融合算法研究[D];上海交通大学;2010年
5 盖绍婷;在高速网络下时滞系统的最优扰动抑制研究[D];中国海洋大学;2010年
6 卢爽;时滞系统开环闭环控制方法同步的研究[D];兰州大学;2011年
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8 李亚;时滞系统的稳定性与计算[D];浙江大学;2006年
9 王峰;时滞系统的辨识与控制[D];大连理工大学;2010年
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