不确定离散时滞切换系统鲁棒H_∞问题研究

【摘要】： 作为一类重要的混合动态系统,切换系统是由多个子系统及一个切换规律构成,切换规律确定在某一时刻所切换的子系统.切换系统在机械系统控制、自动引擎控制、系统工程、交通控制、过程控制等领域有着重要的应用.近年来,关于切换系统和切换控制的研究受到越来越多的关注.本文主要对几类不确定离散时滞切换系统进行了深入地分析研究,得出了一些关于鲁棒H∞问题的结论.本文的主要贡献是： 1)一类不确定离散时滞切换系统的H∞滤波器设计 研究了一类含有时滞的不确定离散切换系统的H∞滤波器设计问题.这里所要设计的滤波器是一种Luenberger形式的,得出它满足误差系统是鲁棒渐近稳定的,且对任意的不确定性满足H∞扰动水平γ的充分条件.这些充分条件是时滞依赖的,可以用LMI的形式表示出来.最后数值例子验证了设计方法的可行性. 2)一类不确定离散时滞切换系统的鲁棒保性能控制 针对一类不确定离散时滞切换系统,研究了其状态反馈保性能控制问题.基于多Lyapunov函数方法,分析了含有状态反馈控制器的切换系统的鲁棒保性能控制问题,得到了切换系统保性能控制器存在的一个充分条件.将状态反馈控制器设计问题转化为一组线性矩阵不等式约束下的凸优化问题.并通过一个数值例子验证了所提算法的有效性. 3)一类不确定离散时滞切换系统的鲁棒H∞输出反馈控制 针对一类不确定离散时滞切换系统,考虑了其鲁棒H∞输出反馈控制问题.首先借助于多Lyapunov函数方法,研究了闭环切换系统的鲁棒稳定性和H∞干扰抑制性能,得到了闭环系统鲁棒稳定且具有H∞扰动衰减度的充分条件.所有条件均以线性矩阵不等式形式给出.最后通过数值仿真验证了所提算法的正确有效性.