收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

饱和切换系统的分析与综合

樊友高  
【摘要】: 切换系统是由有限个子系统和决定这些子系统如何切换的切换信号构成的一类混杂动态系统。由于众多实际工程系统,比如航空航天、汽车工业、化工过程、交通传输过程、计算机控制系统、通讯工业等可以建模成切换系统,因而在过去的几十年内,切换系统理论和切换控制方法已经受到国内外学者的广泛关注。此外,对于实际工程系统而言,执行机构经常存在着人为加入的约束或系统自身固有的物理约束。执行器饱和约束则是较为常见的现象,饱和特性广泛地存在于现实控制系统中。然而,目前的切换系统理论研究还主要是针对子系统为简单和确定性的情形,同时大部分研究偏重于连续时间切换系统,因此极大程度上限制了其在工程中的实际应用。本论文将在前人工作的基础上,基于参数依赖切换Lyapunov函数从稳定性分析、状态反馈控制器设计和静态输出反馈控制器设计等角度出发,系统研究具有输入饱和约束的凸多面体不确定性离散切换系统在平均驻留时间切换方式下的分析和综合问题,并对一类重要的切换系统——分段仿射系统在具有饱和约束的条件下,进行静态输出反馈控制器的设计研究。 首先,本文简要介绍问题的研究背景、切换系统的基本概念、分析方法、分段仿射系统的基本概念以及饱和问题的基本知识、饱和项的处理方法等,为后续工作提供充分的理论基础。在此基础上,基于三种不同的Lyapunov函数法即切换Lyapunov函数、参数依赖切换Lyapunov函数和饱和依赖切换Lyapunov函数分别对含饱和输入约束的切换系统,在平均驻留时间切换信号下分析其闭环稳定性,并估计其吸引域。分别给出这三种不同的分析方法在平均驻留时间切换信号下的稳定性判据,并比较它们估计吸引域的精确程度。 其次,研究具有饱和输入约束的凸多面体不确定离散线性切换系统的状态反馈控制问题。针对子系统不存在干扰的情况,基于参数依赖切换Lyapunov函数提出闭环系统在平均驻留时间切换信号下局部指数稳定的状态反馈控制器设计方案,并估计闭环稳定的吸引域。在此基础上,考虑子系统存在干扰的情况,提出饱和切换系统抗饱和抗干扰的H_∞状态反馈控制器的存在条件。所期望的控制器通过存在条件中相应的线性矩阵不等式凸优化过程进行求解。 然后,在参数依赖切换Lyapunov函数分析方法的基础上,对平均驻留时间切换信号下,具有饱和输入约束的凸多面体不确定离散线性切换系统构造和设计静态输出反馈控制器。通过等式代换将双线性矩阵不等式问题转化成线性矩阵不等式问题,并估计闭环局部指数稳定的吸引域。针对系统存在干扰的情况,基于参数依赖切换Lyapunov函数,在平均驻留时间切换信号下,设计抗饱和抗干扰的鲁棒H_∞静态输出反馈控制器。通过引入附加的矩阵变量,将双线性矩阵不等式问题转化为可解的线性矩阵不等式问题,从而得到所设计的基于线性矩阵不等式的鲁棒H_∞静态输出反馈控制器存在条件。所期望的结果通过相应的线性矩阵不等式凸优化过程求解得出。 最后,基于分段仿射系统模型,研究一类具有饱和约束的非线性过程的静态输出反馈控制问题,提出两种新颖的控制器设计方法。针对存在干扰的分段仿射系统,通过全等变换、边界不等式和基于S-过程技术的衰减椭圆,获得控制器设计条件。闭环系统的稳定性和H_∞控制性能用几个有效的线性矩阵不等式得以保证,并应用分段二次Lyapunov函数减小控制器设计的保守性。在此基础上,考虑系统存在饱和约束的情况,提出抗干扰抗饱和的H_∞静态输出反馈控制器的设计条件。仿真实验表明了所提方法的有效性和优越性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈国培;杨莹;李俊民;;非线性时滞切换系统的有限时间稳定性[J];惠州学院学报(自然科学版);2011年03期
2 李志勇;孟金涛;毛北行;卜春霞;;一类不确定模糊切换系统的保成本H_∞控制[J];河南科学;2011年08期
3 方志明;向峥嵘;陈庆伟;;一类时滞切换系统的输入-状态稳定性分析[J];控制与决策;2011年09期
4 赵立英;张志强;赵向奎;;一类时滞切换系统的稳定性分析[J];控制与决策;2011年07期
5 高在瑞;纪志成;;一类切换广义时滞系统的时滞相关稳定性准则[J];控制与决策;2011年06期
6 袁帅;刘新芝;;一类带有时变时滞的Lur'e型切换系统的故障估计[J];山东大学学报(理学版);2011年06期
7 张永峰;程新功;宗西举;张奉军;郭宝珠;陈晓红;徐刚;;基于切换系统理论的有源电力滤波器交流侧电感值设计[J];电力系统保护与控制;2011年15期
8 张永峰;程新功;宗西举;郭宝珠;陈静;侯广松;;单相有源电力滤波器的非线性切换控制[J];电力系统保护与控制;2011年18期
9 王荣浩;邢建春;王平;杨启亮;向峥嵘;;具有时变时滞不确定切换系统的鲁棒H_∞可靠控制[J];南京航空航天大学学报;2011年04期
10 李军胜;万学军;;DX-400中波发射机N-1切换系统设计与实现[J];硅谷;2011年15期
11 王欣;;【足够便宜】 Gateway NV47H17c[J];个人电脑;2011年07期
12 阿鱼;;如果你身兼三职 漫谈《鹿鼎记》神奇的职业切换系统[J];电脑迷;2011年11期
13 杜卉;;索尼3D转播车设计方案介绍[J];现代电视技术;2011年08期
14 廖一波;;二阶切换线性系统的滑模控制[J];电脑知识与技术;2011年16期
15 姜朝宇;袁阳;张能;高原;;连续型多输入多输出网络控制系统的稳定性研究[J];舰船电子工程;2011年07期
16 常昌远;郑烁锐;王青;;一种PWM/LDO双模同步降压型稳压器的设计[J];微电子学;2011年04期
17 张琴;张霄力;;一类切换中立时滞系统的指数稳定性[J];厦门大学学报(自然科学版);2011年04期
18 温银堂;罗小元;;传输时延和数据包丢失的网络化系统预测控制[J];燕山大学学报;2011年04期
19 高在瑞;纪志成;;一类切换时滞奇异系统的最优保成本控制[J];系统工程与电子技术;2011年06期
20 周亮;汤广福;郝长城;杨明武;;换流阀阀基电子设备丢脉冲保护与控制的研究[J];电网技术;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 夏建伟;;一类连续随机系统的静态输出反馈H_∞控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 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
5 张果;李俊民;吴明山;;不确定时滞模糊系统的鲁棒H_∞静态输出反馈控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 梁昌裕;向峥嵘;;非线性时滞切换系统的鲁棒H_∞滤波[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 刘进;禹梅;谭文;柴仲明;;通讯受限多子系统的控制器设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 王东;王伟;;区间变时滞切换系统的指数稳定分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 杜大军;费敏锐;宋杨;;基于切换系统理论的多输入多输出网络控制系统稳定性分析[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 刘娟;钱伟;费树岷;;时滞切换系统指数稳定性分析:Lyapunov函数方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭荣伟;多平衡点切换系统的稳定分析和控制设计[D];山东大学;2011年
2 彭宇平;切换系统的反馈设计和性能优化[D];华南理工大学;2010年
3 闻继伟;随机切换系统的模型预测控制研究[D];江南大学;2011年
4 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
5 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
6 袁帅;时滞切换系统H_∞故障估计问题研究[D];山东大学;2011年
7 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
8 张艳;基于自由连接权矩阵的Markov切换系统鲁棒控制[D];中南大学;2012年
9 李祝春;复杂系统的切换稳定性与同步分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 高军伟;切换系统建模、控制理论与应用研究[D];铁道部科学研究院;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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 胡军格;基于驻留时间的切换系统分析[D];河北大学;2009年
4 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
5 毛北行;切换系统的鲁棒稳定性问题研究[D];郑州大学;2004年
6 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
7 贾祥瑞;线性状态多时滞切换系统稳定性研究[D];东北大学;2008年
8 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
9 隋汝菊;时滞切换系统的可靠性控制[D];曲阜师范大学;2011年
10 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
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
2 ;曙光大规模KVM切换系统技术漫谈之一[N];计算机世界;2003年
3 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
4 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
5 胡斌;超市发切换系统 大商、物美再起纠纷[N];中国商报;2004年
6 高远心;可手动换色轮NEC NP4001+工程机上市[N];电子资讯时报;2008年
7 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
8 刘晨亮;KVM切换器选购要素[N];中国计算机报;2007年
9 广西 黄毓勇;插卡卫星接收机使用小技巧[N];电子报;2006年
10 ;带外管理成新宠[N];中国计算机报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978