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《南京理工大学》 2006年
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一类切换线性系统的分析与控制

宋杨  
【摘要】: 本文研究了一类切换线性系统分析与控制中的若干问题,主要内容如下: (1)利用正交变换证明了子系统状态阵为正规阵的切换线性系统可在任意切换作用下渐近稳定;针对子系统状态阵为上(下)三角阵的切换线性系统以及一类二阶切换线性系统,采用公共Lvapunov函数法证明了系统可在任意切换作用下稳定;基于滞留时间法得到了一般形式切换线性系统稳定的一个充分条件。 (2)研究了无外输入切换线性系统动态过程中的震颤现象。分析了二阶切换线性系统的收敛震颤现象与相轨迹的旋向以及相轨迹极半径增减趋势之间的关系,进而得到忽略切换延迟时二阶切换线性系统出现收敛震颤模态的充分条件。给出了切换角及一次震颤后极半径变化量的计算公式,在此基础上得到考虑切换延迟时二阶切换线性系统出现收敛震颤模态的充分条件。所得结果可用于镇定无输入切换系统。最后针对无外输入高阶切换系统,定义了震颤模态并给出收敛震颤模态的判断方法。 (3)研究了时延切换线性系统的鲁棒镇定。针对参数不确定离散时延切换线性系统,基于多重Lyapunov函数法采用状态反馈实现了任意切换作用下的鲁棒H_∞镇定,给出了迭代算法用于求解定理中的非线性矩阵不等式;采用动态输出反馈实现了离散时延切换线性系统在任意切换作用下的镇定。基于平均滞留时间法研究了循环切换序列作用下离散时延切换线性系统的状态反馈鲁棒H_∞镇定,给出了循环切换序列平均滞留时间的取值范围以及状态反馈控制律的设计方法。最后研究了状态依赖型切换规则作用下连续时间时变时延切换线性系统的鲁棒可靠控制,在最小滞留时间已知时,基于多重Lyapunov函数法设计了状态反馈控制器,使得执行机构在正常工作及出现局部故障两种情况下时延切换线性系统均可鲁棒渐近稳定。 (4)研究了单输入饱和切换系统的镇定及利用切换扩大收敛域。分别基于公共Lyapunov函数法及多重Lyapunov函数法,研究了单输入饱和切换系统的状态反馈镇定,提出了相应的切换策略以扩大收敛域。针对由两个二阶子系统组成的输入饱和切换线性系统,分析了相轨迹的运动特点并用于设计状态反馈控制律,结合所提的切换策略实现了系统的全局镇定。研究了一类概率密度函数为已知的参数不确定输入饱和切换系统在任意切换作用下的状态反馈鲁棒镇定,给出了随机梯度算法求解反馈控制律,证明了算法的收敛性。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP13

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 赵益波;切换线性系统的建模与分析[D];华南理工大学;2011年
2 赵旭东;非受限及Markov随机型线性切换系统的分析与控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 方志明;切换系统稳定性分析与优化控制若干问题研究[D];南京理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王宏利;导弹复合控制系统切换控制方法[D];哈尔滨工业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 翟海峰;混杂系统分析与控制设计研究[D];浙江大学;2001年
2 张霓;参数不确定线性混杂系统的鲁棒控制及应用[D];浙江大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 杨磊,金海燕,张果,李俊民;一类切换系统的连续分段Lyapunov函数[J];电机与控制学报;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙文安;张强;冯佳昕;;一类不确定线性离散切换系统二次镇定弹性保成本控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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4 景丽;李晓倩;;线性切换系统的滑模控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
5 马广富;刘刚;黄静;李传江;;基于Gauss伪光谱算法的航天器姿态快速机动控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
6 刘蕾;张国山;;基于动态补偿的受扰线性系统最优跟踪控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
7 周建斌;金栋平;张澍森;;舰载机拦阻系统动力学建模与控制[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
8 李浚圣;景丽;高立群;;二阶线性切换系统矩阵束的分析[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
9 金刚;赵军;;带有时滞切换系统的鲁棒容错控制[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
10 宗广灯;武玉强;;一类离散时间切换系统鲁棒控制[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯婷;离散时间Markov跳变系统的稳定性与鲁棒H_2/H_∞控制[D];山东科技大学;2010年
2 宋新;跨共振的周期—积分边值问题[D];吉林大学;2011年
3 袁帅;时滞切换系统H_∞故障估计问题研究[D];山东大学;2011年
4 于秀丽;自行车机器人非线性系统的控制及实现[D];北京邮电大学;2010年
5 申彩英;串联混合动力汽车能量优化管理策略研究[D];天津大学;2010年
6 李华;基于压电传感与作动的锥壳振动特性及主动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 钟秋波;类人机器人运动规划关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 王晓宇;绳系卫星概周期运动和最优控制[D];南京航空航天大学;2010年
9 代建波;空间网格结构地震响应主动控制理论与试验研究[D];西安建筑科技大学;2011年
10 安群涛;三相电机驱动系统中逆变器障诊断与容错控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
2 辛贵州;无人飞行器航迹规划算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张志富;三轴摇摆台伺服系统设计及精度问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陈凤;基于精细积分法的压电智能结构振动最优控制[D];大连理工大学;2010年
5 王岱荣;空间多级倒立摆控制系统研究[D];大连理工大学;2010年
6 龚齐斌;600MW汽轮机控制系统分析与研究[D];长沙理工大学;2010年
7 王丽丽;带有饱和约束的控制系统的稳定性研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 李帅;基于LMI的时滞切换系统的反馈控制[D];电子科技大学;2010年
9 张婷;一类混杂系统的最优控制及其稳定性分析[D];大连交通大学;2010年
10 万明伦;基于LabVIEW的平衡车建模与仿真研究[D];沈阳建筑大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹晖,陈万春,王鹏,殷兴良;敏捷导弹气动力/侧向推力复合控制特性分析研究[J];北京航空航天大学学报;2004年03期
2 兰华;艾涛;王颢雄;;BOOST变换器恒频滑模变结构控制研究与仿真[J];电测与仪表;2008年10期
3 舒慧生,魏国亮;It型随机线性Markov切换系统的可控性[J];东华大学学报(自然科学版);2005年01期
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5 葛致磊,周军;远程地空导弹直接力/气动力复合控制技术研究[J];弹箭与制导学报;2005年02期
6 胡庆彬;卢元元;;分段线性动态系统周期轨道的时域法求解及其稳定性分析[J];电子与信息学报;2008年01期
7 程凤舟,万自明,陈士橹,于本水;防空导弹直接力与气动力复合控制系统设计[J];飞行力学;2003年02期
8 董朝阳;王枫;高晓颖;王青;;基于自适应滑模与模糊控制的导弹直接力/气动力复合控制系统优化设计[J];航空学报;2008年01期
9 王宇航;姚郁;马克茂;;直接力/气动力拦截弹复合逻辑与复合控制系统设计[J];航天控制;2006年05期
10 张达科,胡跃明;任意切换时间下的二维线性混合系统的滑模控制[J];计算机工程与应用;2004年12期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨浩;混合系统的容错控制技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 翟海峰;混杂系统分析与控制设计研究[D];浙江大学;2001年
3 张霓;参数不确定线性混杂系统的鲁棒控制及应用[D];浙江大学;2002年
4 陈武华;时滞动态系统稳定与控制研究[D];华中科技大学;2004年
5 钟洁;PWM型DC/DC变换器混沌机理及控制研究[D];南京航空航天大学;2005年
6 舒慧生;时滞Markov切换It(?)随机微分系统的鲁棒分析与控制[D];东华大学;2005年
7 肖晓波;Markov跳跃系统的估计与跟踪控制研究[D];中国科学技术大学;2006年
8 周宇飞;DC-DC开关变换器的滑模变结构控制方法及混沌状态研究[D];华南理工大学;2001年
9 孙文安;几类线性切换系统的鲁棒控制[D];东北大学;2006年
10 孙敏慧;Markov切换系统的鲁棒控制[D];南京理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 杜董生;一类离散切换系统的鲁棒ι_2-ι_∞控制[D];曲阜师范大学;2006年
2 向伟铭;一类非线性切换系统的分析与控制[D];南京理工大学;2007年
3 李春明;一类离散时间切换系统的分析与综合[D];鲁东大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杨美娟;卢猛;张建海;林乐刚;;航天器用侧向力气源装置供气特性的研究[J];航空科学技术;2013年01期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高建平,陈宗基;基于LMI的混合系统的稳定性和鲁棒镇定研究[J];北京航空航天大学学报;1999年03期
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5 韩景红,秦世引,宋永华;基于学习自动机的混杂电力系统紧急频率控制[J];电力系统自动化;2000年18期
6 吕书强,秦世引,宋永华;混杂电力系统频率紧急控制的Petri网建模与仿真[J];电力系统自动化;2001年06期
7 吴锋,刘文煌,郑应平;混杂系统研究综述[J];系统工程;1997年02期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董学平;王执铨;;一类不确定切换系统的鲁棒可靠控制[J];应用科学学报;2008年02期
2 刘帅;周东华;;混杂系统主动容错控制的随机稳定性分析[J];弹箭与制导学报;2007年04期
3 林安辉;张霄力;;一类带有中立型时滞的线性切换系统的鲁棒镇定[J];福州大学学报(自然科学版);2008年S1期
4 李亚军;邓飞其;戴喜生;;一类不确定随机切换系统的镇定性和H_∞性能研究[J];信息与控制;2011年02期
5 陈松林,姚郁;一类离散时间线性切换系统的二次鲁棒镇定[J];信息与控制;2005年04期
6 汪锐,赵军;一类非线性不确定切换系统的鲁棒可靠控制[J];东北大学学报(自然科学版);2005年08期
7 刘玉忠;王立敏;史书慧;;不确定切换系统的可靠控制[J];计算技术与自动化;2007年03期
8 褚宏军;;具有丢包的网络控制系统可靠保性能鲁棒控制[J];科学技术与工程;2008年20期
9 顾则全;刘贺平;李晓理;廖福成;;一类线性不确定切换系统的鲁棒镇定[J];北京科技大学学报;2007年12期
10 张霓,吴铁军;具有多个平衡点的不确定混杂系统的鲁棒镇定[J];浙江大学学报(工学版);2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 容浩;穆志纯;刘克;;一类线性切换系统的优化控制研究[A];第二十二届中国控制会议论文集(下)[C];2003年
2 王泽宁;费树岷;冯纯伯;;多控制器切换系统的耗散性和可镇定性分析[A];第二十届中国控制会议论文集(下)[C];2001年
3 刘志林;裴润;慕香永;;扇形不确定切换系统的鲁棒保代价控制[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
4 王泽宁;费树岷;李德权;孙长银;冯纯伯;;一类开关切换系统的H_∞控制[A];第二十二届中国控制会议论文集(下)[C];2003年
5 张潜;梅灿华;费树岷;;一类线性切换系统基于观测器的输出反馈镇定[A];江苏省自动化学会七届四次理事会暨2004学术年会青年学者论坛论文集[C];2004年
6 刘念;程杰;王庆利;;一类存在混沌现象的混杂系统[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
7 赵胜芝;左淑梅;;一类非极小相位切换系统的H_∞控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
8 孙振东;郑大钟;;一类混杂系统的能控性[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
9 韩彦武;汤红吉;;一类离散时滞切换系统的鲁棒H_∞控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 刘娟;钱伟;费树岷;;时滞切换系统的指数稳定性[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张雪松;内蒙局一〇四队发明电机自动化切换系统[N];中煤地质报;2010年
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3 ;均瑶“包天”震颤航空业[N];人民政协报;2002年
4 曙光研发部KVM项目组:沙超群;曙光大规模KVM切换系统技术漫谈之三[N];计算机世界;2003年
5 曙光研发部KVM项目组 李连波;曙光大规模KVM切换系统技术漫谈之四[N];计算机世界;2003年
6 本报记者 袁华;高速中的震颤[N];中国贸易报;2000年
7 胡斌;超市发切换系统 大商、物美再起纠纷[N];中国商报;2004年
8 正义;国之“血脉”在震颤[N];人民法院报;2000年
9 本报记者 谢斌鑫;让网管工作在悠闲中[N];中国计算机报;2005年
10 ;联想昭阳重炮轰击 笔记本电脑市场强烈震颤[N];财经时报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋杨;一类切换线性系统的分析与控制[D];南京理工大学;2006年
2 刘皓;线性切换系统有限时间稳定与控制问题研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 方志明;切换系统稳定性分析与优化控制若干问题研究[D];南京理工大学;2012年
4 林相泽;切换系统的集合稳定性分析和反馈镇定[D];南京理工大学;2011年
5 尹增山;混杂系统优化控制理论研究[D];浙江大学;2001年
6 卢建宁;基于LMI的若干混杂系统稳定性分析与综合研究[D];浙江大学;2005年
7 赵旭东;非受限及Markov随机型线性切换系统的分析与控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 赵旭东;非受限及Markov随机型线性切换系统的分析与控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 袁帅;时滞切换系统H_∞故障估计问题研究[D];山东大学;2011年
10 张霓;参数不确定线性混杂系统的鲁棒控制及应用[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵素玲;切换系统的稳定性与鲁棒镇定[D];沈阳工业大学;2003年
2 刘亚玲;几类时滞切换系统的鲁棒控制[D];杭州电子科技大学;2011年
3 郑海宁;两类时滞切换系统的鲁棒控制问题研究[D];曲阜师范大学;2011年
4 樊友高;饱和切换系统的分析与综合[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 王美;切换系统的输出反馈控制[D];厦门大学;2009年
6 李岩;一类不确定性区间时滞切换系统的稳定性分析及保成本控制[D];沈阳师范大学;2011年
7 魏云亮;连续时间切换系统的鲁棒L_2-L_∞控制问题研究[D];曲阜师范大学;2011年
8 毛北行;切换系统的鲁棒稳定性问题研究[D];郑州大学;2004年
9 闫进娟;不确定离散时滞切换系统鲁棒H_∞问题研究[D];曲阜师范大学;2010年
10 隋汝菊;时滞切换系统的可靠性控制[D];曲阜师范大学;2011年
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