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不确定时滞系统的脉冲控制

鞠怀伟  
【摘要】: 在实际系统中,由于各种不可避免的因素如系统运行环境的变化,模型的近似化等原因都会出现一些不确定参数,使所得到的对象模型跟实际对象的特性存在某种差距.因此难以用基于精确数学模型的现代控制理论来分析和综合一个实际被控对象.通常将这种差距看成是系统模型的一种不确定性.同时很多工业过程中,大惯性环节,网络信号传输等等都会导致滞后现象.这些时滞特性可能会导致系统的不稳定或系统的动态响应性能低下.与没有时滞的系统相比较,滞后使得系统的响应性能变差,难以稳定.不确定时滞系统的研究有着非常实际的工程应用背景,并受到国内外工程界和理论界研究学者的广泛关注.目前对不确定系统的鲁棒控制已经有一定的研究.然而这些研究成果大都是基于连续系统、采用状态反馈的方法来实现的.近些年来,由于脉冲控制存在实现简单、控制成本低、能耗小的优点而引起了国际控制界的关注.脉冲控制系统不但在化工过程、电子技术和交通系统中大量存在,而且作为一种典型的混杂系统在混沌控制和混沌保密通信中取得了成功的应用,是目前工程和控制界研究的热点之一. 论文工作重点是不确定时滞系统的脉冲控制方法实现.用脉冲控制理论来分析和综合实际系统的稳定性和镇定性,使得系统模型在脉冲的作用下状态发生改变,从而改变运动轨迹,达到镇定的效果.论文包含两方面内容:一是一类带非线性干扰的不确定时滞系统的脉冲镇定;二是脉冲控制实现两个混沌系统同步.其相同点是都通过构造一个合适的Lyapunov函数,利用比较原理得到的稳定性判定定理,在将结论转化为LMI的形式,宜于用MATLAB软件中LMI工具箱求解.都有计算出相应稳定区域的公式,并且都有两个相应的数值示例和仿真图来说明具体的脉冲反馈控制器的设计过程.然后同以往的这方面的工作相比较,体现新方法的优点.不同点是:脉冲控制理论所依附的两个系统模型.第一个系统模型是带有非线性扰动和不确定时滞系统,得到了一系列的脉冲控制鲁棒稳定性、指数稳定性的定理和推理结论等.第二个系统模型是混沌系统,得到系统的稳定性定理.


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