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《广东工业大学》 2008年
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不确定时滞系统鲁棒控制问题研究

罗亮  
【摘要】: 随着现代社会的发展和科学技术的进步,现代社会日趋信息化、系统化,在工程技术、社会经济和生态生物等领域中出现了很多复杂的关联大系统.对于实际工程系统,由于建模误差、测量误差、线性逼近和无法预测的外部干扰等多种原因,系统的数学模型中不可避免地要含有不确定因素. 另外,由于数据在网络上的传输时间和控制器的运算时间也会导致了闭环系统内出现时滞现象,如网络控制系统、遥控操作系统等等.同时,由于含有时滞的控制系统的特征方程是超越方程,属于无穷维系统,对时滞系统的研究在数学理论上是非常困难的,有很高的理论价值,而且通过经典控制理论设计出来的控制器对时滞系统很难得到良好的控制效果.所以,对于时滞系统的研究具有较强的理论和实际意义. 由于时滞和不确定性的广泛存在,且两者通常都会造成系统性能下降和导致系统不稳定,所以,对不确定时滞系统的控制问题的研究是十分必要和有意义.本文基于Lyapunov稳定性原理,采用LMI方法研究了状态空间描述下的带有非线性不确定参数的时滞系统鲁棒稳定性分析和鲁棒控制器设计问题,导出了基于LMI的非线性不确定时滞系统的鲁棒稳定性判据,分别设计了基于状态反馈、基于输出反馈和基于观测器状态反馈的鲁棒控制器.设计的控制器切实可行,而且在充分利用时滞信息的基础上尽量减少了保守性.全文的主要内容和研究工作如下: 1、研究一类具有状态非线性不确定性和输入参数不确定性时滞系统的鲁棒镇定问题.利用LMI导出了一类不确定非线性时滞系统的鲁棒稳定性判据,并据此给出该系统的状态反馈鲁棒控制律,最后用实例验证了所得结论的正确性. 2、研究一类带有非线性扰动的不确定多时滞系统的鲁棒镇定问题.首先,基于李雅普诺夫定理,给出了多时滞相关自治系统的稳定性准则.其次,通过对闭环系统进行稳定分析,推导出使系统鲁棒稳定的状态反馈控制器存在的充分条件,该条件进一步等价地转化为一系列线性矩阵不等式的可解性问题.通过两个示例说明文中所提出的方法可减少结果的保守性,证明文中鲁棒控制方法的有效性. 3、研究了一类具有非线性扰动不确定时滞系统的输出反馈镇定问题.在非线性不确定性满足增益有界条件下,利用线性矩阵不等式方法给出了鲁棒镇定律的存在条件及镇定律存在时相对应的控制器设计方法.最后,通过数值例子说明此方法的正确性和有效性. 4、研究了一类具有非线性不确定性时滞系统基于状态观测器的鲁棒稳定控制器的设计问题.在不确定函数满足增益有界的情况下,对所构造的增广系统,利用Lyapunov稳定性理论,证明了不确定系统存在状态和基于状态观测器的鲁棒控制器的充分条件,并给出了状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的具体设计方法. 最后总结了全文的工作,并结合本人的研究心得,对以后进一步研究的一些问题作了展望.
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【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1条
1 王娟;不确定时滞广义双线性系统的鲁棒控制研究[D];东北大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马克茂;一类不确定时滞系统的输出反馈镇定[J];电机与控制学报;2004年04期
2 陈东彦,徐世杰;时滞不确定系统的时滞相关稳定性[J];哈尔滨工业大学学报;2001年06期
3 汤伟,施颂椒,王孟效;时滞系统的稳定性分析与控制器设计[J];化工自动化及仪表;2002年04期
4 张鹏,王德进;一类非线性不确定时滞系统基于观测器的鲁棒稳定[J];黑龙江大学自然科学学报;2000年02期
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6 邵克勇,张会珍,赵万春,周鸾杰;不确定时滞系统时滞相关鲁棒镇定[J];计算技术与自动化;2004年01期
7 王星,武俊峰,王芳;一类线性时滞系统鲁棒控制器的设计[J];控制工程;2003年02期
8 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
9 毛维杰,孙优贤,曹永岩;具有状态和控制滞后的线性时变时滞系统的输出反馈镇定[J];控制理论与应用;1998年06期
10 顾永如,王守臣,钱积新;一类具有状态及控制滞后的不确定系统的鲁棒H_∞控制[J];控制理论与应用;1999年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 辛云冰;费树岷;;一类不确定时滞系统与时滞相关的鲁棒稳定性[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年03期
2 刘湘黔,徐洪泽;线性不确定动态时滞系统的鲁棒镇定[J];北方交通大学学报;2003年02期
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4 王红;张友;王彩玲;;一类中立时滞系统的带记忆输出反馈H_∞控制[J];东北师大学报(自然科学版);2010年01期
5 王岩青;赵金华;姜长生;;一类非线性不确定时滞系统的记忆与无记忆复合H_∞状态反馈控制[J];电光与控制;2006年02期
6 赵培文,姚郁,徐刘全;时变时滞不确定系统的鲁棒控制[J];电机与控制学报;2000年02期
7 马克茂;一类不确定时滞系统的输出反馈镇定[J];电机与控制学报;2004年04期
8 张军,谢荣华,计秉玉,王彪;输入受限时滞系统的鲁棒模型预测控制[J];电机与控制学报;2004年04期
9 江全元,白碧蓉,邹振宇,曹一家;计及广域测量系统时滞影响的TCSC控制器设计[J];电力系统自动化;2004年20期
10 姜偕富,费树岷,冯纯伯;线性时滞系统带记忆静态输出反馈H~∞控制[J];东南大学学报(自然科学版);2001年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李巧萍;李文林;;一类中立型变延时神经网络的指数稳定[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 俞立;;一类不确定动态大系统的鲁棒稳定化分散控制[A];1992年中国控制与决策学术年会论文集[C];1992年
3 孙翔;杨保民;王子栋;郭治;;时滞型不确定Lure非线性系统的鲁棒控制[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
4 王德进;丁大勇;;一类非线性不确定时滞系统的鲁棒H_∞控制[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
5 李卓;张明;;离散时间系统的H_∞滤波问题[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
6 王艳;王铁英;慈春令;;利用LMI技术求解一类非线性不确定时滞系统基于观测器的鲁棒控制[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
7 张友;井元伟;张嗣瀛;;一类中立时滞系统的带记忆输出反馈H_∞控制[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
8 王秀红;杨振光;张慧凤;魏新江;;带非线性扰动的不确定时滞系统的鲁棒镇定[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
9 张友;王怀民;翟丁;刘满;;一类中立时滞系统的动态输出反馈H_∞控制[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
10 孟博;井元伟;;基于H_∞理论的AQM控制器鲁棒性研究[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王成;不确定随机时滞系统的分析与控制研究[D];华中科技大学;2012年
2 蒋培刚;线性不确定时滞系统的鲁棒控制研究[D];浙江大学;2001年
3 陈国定;线性不确定系统鲁棒控制研究[D];浙江大学;2001年
4 鲁照权;大时滞不确定过程稳定性及自适应时滞补偿H_∞鲁棒控制研究[D];合肥工业大学;2002年
5 张晴;线性时滞系统频域控制的若干问题研究[D];浙江大学;2002年
6 刘飞;不确定系统鲁棒性能分析与综合研究[D];浙江大学;2002年
7 孔亚广;造纸过程先进控制算法及其软件实现[D];浙江大学;2002年
8 鲁(?);不确定Lur'e时滞系统的鲁棒控制研究[D];浙江大学;2004年
9 赵驯洪;线性离散时滞大系统最优控制的灵敏度参数法研究[D];中国海洋大学;2004年
10 陈芳信;线性不确定离散时滞系统的鲁棒控制研究[D];华中科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李岽;持续扰动下含有控制时滞的离散系统的最优扰动抑制[D];中国海洋大学;2010年
2 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
3 张景玲;不确定时滞Lurie控制系统的鲁棒稳定性[D];内蒙古师范大学;2011年
4 刘晓影;中立型时滞系统的鲁棒稳定与控制[D];内蒙古师范大学;2011年
5 郑宏;非线性切换系统的观测器设计[D];辽宁大学;2011年
6 李文成;不确定时滞系统的鲁棒H_∞控制[D];东北石油大学;2011年
7 亓会平;具有时滞网络控制系统的鲁棒控制研究[D];中国海洋大学;2011年
8 李锐;关于时滞系统的弹性保成本控制的研究[D];西南交通大学;2011年
9 李贤伟;时滞系统的有限频域H_∞滤波分析与综合[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 王娟;不确定时滞广义双线性系统的鲁棒控制研究[D];东北大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙新柱;江明;;不确定时滞系统的鲁棒稳定性研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年02期
2 杨战民,吴明鑫,谭宏武;广义不确定时滞线性系统的鲁棒稳定性[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2004年03期
3 章毅;带有时滞的不确定双线性系统的Robust镇定[J];电子科技大学学报;1993年04期
4 梁家荣,樊晓平;不确定广义系统的鲁棒稳定性[J];系统工程;2002年04期
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7 胡刚,孙继涛,刘永清;不确定时滞系统的鲁棒容错控制[J];华南理工大学学报(自然科学版);2001年02期
8 邵克勇,张会珍,赵万春,周鸾杰;不确定时滞系统时滞相关鲁棒镇定[J];计算技术与自动化;2004年01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 俞立;不确定动态时滞系统的稳定化鲁棒控制[J];控制与决策;1993年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨帆;时滞广义系统鲁棒控制的研究[D];东北大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 薛明香;广义,时滞不确定系统的鲁棒稳定和镇定控制[D];安徽大学;2005年
2 谢孝祥;线性广义时滞系统的几种鲁棒控制问题研究[D];南京理工大学;2006年
3 兰奇逊;广义双线性系统的稳定性与镇定[D];广西大学;2008年
4 刘志娟;广义双线性系统状态观测器的设计与容错控制[D];东北大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈东彦,徐世杰;线性时滞系统的二次稳定和二次镇定[J];哈尔滨工业大学学报;2000年05期
2 郭雷,冯纯伯;一类不确定系统的鲁棒H~∞控制器设计[J];中国科学E辑:技术科学;1998年01期
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8 俞立,陈国定;线性时滞系统的无源控制[J];控制理论与应用;1999年01期
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10 朱晓东,孙优贤;不确定动态时滞系统的基于观测器的鲁棒镇定设计[J];控制理论与应用;1996年02期
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5 李彦江;段广仁;;T-S模糊时滞系统的鲁棒无源控制[J];系统工程与电子技术;2008年11期
6 李文林;肖楠;马媛;;一类不确定时滞系统的指数稳定鲁棒H_∞控制[J];河南师范大学学报(自然科学版);2008年01期
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8 周武能,苏宏业,褚健;不确定时滞系统α-鲁棒输出反馈控制[J];浙江大学学报(工学版);2005年09期
9 钱伟;沈国江;孙优贤;;基于LMI的线性时滞系统输出动态反馈镇定[J];控制与决策;2008年05期
10 王建英;包俊东;;不确定离散时滞系统的鲁棒H_∞控制[J];集宁师专学报;2009年04期
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1 张克跃;曹登庆;;变时滞动力系统的鲁棒稳定性条件[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
2 俞立;苏宏业;王景成;褚健;;不确定时滞系统的输出反馈鲁棒镇定[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
3 王德进;丁大勇;;一类非线性不确定时滞系统的鲁棒H_∞控制[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
4 刘恩东;井元伟;张嗣瀛;;不确定非线性组合系统基于动态神经网络的鲁棒控制[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
5 郝飞;楚天广;黄琳;;基于LMI方法的凸组合不确定时滞系统的扰动抑制问题[A];第二十一届中国控制会议论文集[C];2002年
6 王文庆;韩崇昭;;基于神经网络的不确定控制系统自适应鲁棒控制[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
7 王刚;柳成林;原萍;井元伟;;两类不确定时滞系统的稳定标准[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
8 姜囡;井元伟;;一类广义不确定时滞系统的H_∞控制[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
9 陈东彦;徐世杰;;时滞不确定系统的保成本控制[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
10 肖继烈;顾树生;;不确定性多输入多输出非线性系统的变结构控制[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
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2 霍侃;七项政策应对宏观经济不确定性[N];商务时报;2008年
3 吕航;英国货币政策给英镑带来不确定性[N];金融时报;2005年
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1 周少武;非线性时滞系统鲁棒稳定性分析及镇定研究[D];湖南大学;2005年
2 张涛;线性不确定时滞系统鲁棒镇定方法研究[D];吉林大学;2006年
3 刘晓志;不确定组合时滞系统分散控制若干问题的研究[D];东北大学;2005年
4 陈作贤;最小相位不确定非线性系统的鲁棒自适应输出调节[D];中国科学技术大学;2008年
5 陆妹;基于LMI的时滞系统的预测控制研究[D];上海交通大学;2008年
6 胡乃平;时滞系统鲁棒最优控制的研究[D];中国海洋大学;2007年
7 滕青芳;不确定时滞系统的鲁棒可靠控制研究[D];兰州交通大学;2009年
8 姜培刚;不确定时变时延系统的鲁棒控制及其在网络通信系统中的应用[D];清华大学;2004年
9 魏新江;非线性时滞系统模糊控制的研究[D];东北大学;2005年
10 张鹏;线性不确定时滞系统的鲁棒估计[D];哈尔滨工业大学;2007年
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1 罗亮;不确定时滞系统鲁棒控制问题研究[D];广东工业大学;2008年
2 刘微;线性离散系统的鲁棒控制研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
3 王婷婷;复杂系统的输出反馈控制器设计[D];大庆石油学院;2007年
4 牟贺;不确定时滞系统的鲁棒控制[D];吉林大学;2008年
5 李建华;不确定动态系统的鲁棒模型降阶方法研究[D];大庆石油学院;2008年
6 李文娟;广义系统的观测器设计及H_∞控制[D];天津大学;2006年
7 吴鹏;时滞不确定系统的变结构控制[D];哈尔滨理工大学;2005年
8 赵海;仿射非线性不确定系统的鲁棒控制[D];燕山大学;2000年
9 韩瑜;线性时滞系统的稳定性及镇定问题[D];陕西师范大学;2006年
10 王丽;不确定系统的鲁棒及保成本控制研究[D];青岛科技大学;2006年
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