几类非线性切换T-S模糊系统的控制设计问题

【摘要】：由于切换系统在实际生活中存在着广泛的应用,因此对于切换系统的研究具有重要的作用。本文在模糊T-S模型的框架下,着重研究几类非线性切换T-S模糊系统的控制设计及稳定性分析问题。主要研究内容如下:(1)针对一类含有不可测前件变量的切换系统,在依赖状态切换的框架下,提出一种基于状态观测器的鲁棒模糊输出反馈控制设计问题。通过使用一步法得到了线性矩阵不等式(LMI)形式的模糊输出反馈控制条件;采用状态空间分割原理与多Lyapunov稳定性理论相结合,给出切换信号设计方案并保证模糊闭环切换系统在给定的切换信号下达到稳定。利用Matlab软件进行验证所提出控制理论的正确性与有效性。(2)针对一类含有执行器饱和的模糊切换时滞系统,研究模糊闭环切换系统的稳定性及基于状态观测器的输出反馈控制设计问题。基于平行分布补偿(PDC)算法,给出模糊输出反馈控制设计方法。最后,运用Lyapunov函数稳定性理论、平均驻留时间(ADT)方法,给出模糊闭环切换系统的稳定条件。仿真算例验证所提出的控制理论的正确性。(3)针对一类含有执行器故障的模糊切换时滞系统,提出一种自适应输出反馈容错控制方案。根据平均驻留时间方法和Lyapunov函数理论,证明所提出的模糊控制方法能够保证切换时滞系统在含有执行器故障情况下渐近稳定。应用仿真软件验证模糊自适应容错控制方法的可行性。(4)针对一类含有输入时滞的模糊切换随机系统,给出一种基于状态观测器的输出反馈模糊控制设计方法。应用Lyapunov函数理论、伊藤微分公式及平均驻留时间方法,给出并证明模糊随机切换系统是p时刻指数稳定。数值仿真和质量-弹簧-阻尼系统的实例仿真验证所提出的控制理论和方法的正确性与有效性。