几类时滞不确定系统的观测器及反馈控制设计

论文摘要

基于观测器的控制设计问题是时变时滞不确定非线性系统的重要研究课题,吸引了很多研究学者的关注.而目前大部分的研究集中于系统的渐近稳定性,忽略了系统的瞬态性能,对此,本文旨在对几类时滞不确定系统进行观测器及反馈控制设计并研究其有限时间有界性,取得了一些新的成果,具体如下:首先,本文研究了单边Lipschitz时滞不确定奇异系统的观测器设计的稳定性分析问题,基于系统的非线性满足单边Lipschitz条件和二次内部有界条件,通过构造新的Lyapunov-Krasovskii泛函,应用Schur补引理,詹森不等式,自由权矩阵技术得到单边Lipschitz时滞不确定奇异系统的观测器稳定的新充分条件,并且通过变量变换得出观测器增益的设计方法.最后数值仿真结果证实了提出方法的有效性.其次,本文研究了具有时变时滞和参数不确定的伪单边Lipschitz非线性系统的基于观测器控制的有限时间有界问题.伪单边Lipschitz条件比单边Lipschitz条件更泛化,保守性更低.主要通过构造新的Lyapunov-Krasovskii泛函,利用杨氏关系式等线性矩阵不等式方法,设计基于观测器的控制,保证闭环系统的有限时间有界性,得出有限时间有界的一个充分条件,进一步实现控制器和观测器增益的同时计算,最后仿真结果验证了该方法的有效性.最后,本文研究了带有不确定参数的时滞随机系统的基于观测器的有限时间H∞控制问题.通过设计基于观测器的控制使得闭环系统有限时间随机有界,再考虑控制输出和外部干扰之间的关系,给出了随机系统的基于观测器的有限时间H∞控制器的定义,通过构造新的Lyapunov-Krasovskii泛函,应用Schur补引理等线性矩阵不等式技术得出随机系统基于观测器的有限时间H∞控制的新判据,在此基础上并给出观测器和控制器增益的设计方法,最后通过数值仿真结果显示其有效性.

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 时滞系统研究现状
•   1.2 系统状态观测器设计研究现状
•   1.3 基于观测器的有限时间控制设计研究现状
•   1.4 本论文的主要内容
• 第二章 单边Lipschitz时滞不确定奇异系统的观测器设计及稳定性分析
•   2.1 引言
•   2.2 问题陈述与基础准备
•   2.3 观测器设计及稳定性分析
•   2.4 数值算例
•   2.5 小结
• 第三章 基于观测器控制的伪单边Lipschitz时滞不确定系统的有限时间有界性
•   3.1 引言
•   3.2 问题陈述与基础准备
•   3.3 有限时间有界性分析
•   3.4 数值算例
•   3.5 小结
• ∞控制'>第四章 基于观测器的不确定时滞随机系统的有限时间H_∞控制
•   4.1 引言
•   4.2 问题陈述与基础准备
• ∞设计'>  4.3 基于观测器的有限时间控制H_∞设计
•   4.4 数值算例
•   4.5 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 发表论文情况和参加科研情况说明
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郝婧

导师: 董亚丽

关键词: 时变时滞,不确定性,观测器设计,有限时间有界,稳定性分析,控制,奇异系统,单边条件,伪单边条件,随机系统,基于观测器控制

来源: 天津工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 数学

单位: 天津工业大学

分类号: O231

总页数: 67

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