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切换系统的稳定性与鲁棒镇定

赵素玲  
【摘要】: 随着科技的发展、社会的进步,在交通运输、航空调度、工程技术、生物生态学等领域出现了许多复杂的系统。这些系统往往既包含连续型动态又包含离散型动态,因而称之为混合动态系统。与一般的系统相比,混合系统能更精确合理地刻画现实世界中的各种问题。切换系统是混合系统的重要一类,是由若干个子系统及一个切换规律构成,通过在各子系统之间进行切换实现预定的性能指标。这类系统在计算机磁盘驱动器、受约束机器人控制、人工智能、工业自动化和高速公路控制等许多实际问题中有着广泛的应用。 近些年来,混合系统的研究和应用发展迅猛,特别是计算机技术的飞速发展,为混合系统实施控制提供了坚实的技术基础和广阔的发展前景。切换系统作为混合系统的重要一类,由于其广泛的代表性,更成为广大控制工作者研究的焦点之一。与通常连续动态系统和离散动态系统相比,切换系统具有很多特殊性质。由于人们对连续动态与离散动态之间的相互作用机理的认识还不够清楚,加之缺乏合适的工具,切换系统的研究困难很大,很多具有挑战性的问题亟待解决。 本文针对近年来在切换系统研究方面的热点问题(切换系统的稳定性)进行了研究,研究了切换系统的稳定性与鲁棒镇定问题。利用Lyapunov方法,结合切换策略的设计,研究了具有外部干扰的不确定非线性切换系统的状态反馈鲁棒镇定问题。文中对结果给出了仿真实例,以说明文中方法的有效性。 全文概述如下: 第一章 简单介绍了课题提出的背景,以及切换系统的研究近况。通过实例说明切换系统的用应背景,最后简要介绍了本文的主要工作。 第二章 简单介绍了切换系统的结构及基本特性。通过实例直观地说明了切换系统的特性。 第三章 介绍了研究切换系统稳定性的一些主要方法及结论。 第四章 讨论了一类非线性切换系统的状态反馈鲁棒镇定问题。该系统本身具有不确定性且具有外部干扰,系统的标称系统存在共同Lyapunov函数。给出了系统在给定 沈阳工业大学硕士学位论文 的切换策略下可鲁棒镇定的条件,设计了系统的控制器,所设计的控制器确保系统在给 定的切换策略下是渐近稳定的。最后对所设计的模型,给出了相应例子的仿真结果。


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