基于T-S模型非线性时滞互联系统的模糊分散控制

论文摘要

众所周知非线性系统广泛存在于客观世界,因此研究非线性系统的稳定性与控制显得很重要。对于非线性系统,难以获得精确的数学模型,即使能够建立其数学模型,也往往过于复杂,使得传统控制难以达到理想控制效果。不依赖于精确数学模型的模糊控制给这类问题的解决带来了新思路。本文运用T-S模糊模型对非线性系统建模,并采用平行分布补偿技术（PDC）和H∞鲁棒分散控制方法以线性矩阵不等式（LMI）的形式研究了几类非线性时滞互联系统在状态可测和状态不完全可测的情况下的镇定问题。主要工作如下：（1）在输出反馈情况下,研究了一类连续状态非线性多重时滞互联系统的模糊分散控制问题。根据Lyapunov稳定性理论及互联系统分散控制理论,分析了该系统在Lyapunov意义下的渐近稳定性,提出了保证该系统渐近稳定的以线性矩阵不等式形式表示的充分条件以及基于观测器的控制器的设计方法。并通过数值仿真验证了方法的有效性。（2）研究了一类带有建模误差的连续状态非线性时滞互联系统的模糊分散状态反馈和基于模糊观测器的分散输出反馈控制问题。首先,对此连续非线性时滞互联系统建立带有建模误差的T-S模糊模型。其次,设计模糊状态反馈控制器和基于模糊观测器的输出反馈控制器。根据选取适当的Lyapunov函数,分析了该系统在Lyapunov意义下的渐近稳定性,提出了保证该系统渐近稳定的以线性矩阵不等式形式表示的充分条件。最后通过数值仿真算例验证了方法的有效性。（3）研究了一类带有不确定参数的离散非线性时滞互联系统的模糊分散控制问题。在状态反馈和输出反馈两种情况下,首先针对此离散非线性时滞互联系统建立带有不确定项的T-S模糊模型。其次根据Lyapunov稳定性理论及互联系统分散控制理论,选取适当Lyapunov函数,通过分析,给出了保证该系统渐近稳定的充分条件,该条件可以转化为线性矩阵不等式形式。进一步给出模糊控制器和基于模糊观测器的控制器的设计方法,并通过数值仿真验证设计方法的有效性。（4）在状态反馈和输出反馈两种情况下,根据Lyapunov稳定性理论运用H∞鲁棒分散控制方法,讨论了非线性时滞互联系统的模型参考跟踪控制问题。当状态可测时,提出了状态反馈鲁棒分散控制器的设计方案；该方案能够消除外界干扰并取得H∞模型参考跟踪性能并保证该系统的稳定性。当状态不完全可测时,设计出分散模糊控制器和基于观测器的分散模糊控制器实现了该系统的H∞模型参考跟踪控制。最后给出控制器和观测器的系统化的设计方法,并用仿真例子验证了设计方法的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 模糊控制的产生、发展以应用
• 1.2 模糊控制的特点
• 1.3 模糊控制理论的研究现状
• 1.3.1 模糊系统的主要类型
• 1.3.2 模糊系统的稳定性分析
• 1.4 基于T-S模型的模糊系统的理论介绍
• 1.4.1 T-S模糊模型的描述
• 1.4.2 T-S模糊模型的主要优点
• 1.4.3 基于T-S模糊模型的稳定性条件概述
• 1.5 本论文的重要概念和主要工作
• 1.5.1 论文相关定义的阐述
• 1.5.2 不确定非线性互联系统的控制策略
• 1.5.3 本文的结构概述
• 第2章 一类连续非线性多重时滞互联系统的模糊分散控制
• 2.1 引言
• 2.2 状态反馈模糊分散控制
• 2.2.1 连续非线性多重时滞互联系统的描述
• 2.2.2 状态反馈的鲁棒模糊控制器的设计
• 2.3 输出反馈模糊分散控制
• 2.4 数值仿真
• 2.5 本章小结
• 第3章 一类带有建模误差连续非线性时滞互联系统的模糊分散控制
• 3.1 引言
• 3.2 系统模型描述
• 3.3 模糊状态反馈控制器设计
• 3.4 模糊输出反馈控制器设计
• 3.5 数值仿真
• 3.6 本章小结
• 第4章 一类不确定离散非线性时滞互联系统的模糊分散控制
• 4.1 引言
• 4.2 系统描述
• 4.3 模糊状态反馈控制器设计
• 4.4 模糊输出反馈控制器设计
• 4.5 数值仿真
• 4.6 本章小结
• 第5章 一类连续非线性时滞互联系统的模糊分散跟踪控制
• 5.1 引言
• 5.2 状态反馈模糊分散跟踪控制
• 5.2.1 问题描述
• ∞分散跟踪控制'>5.2.2 时滞互联系统的H_∞分散跟踪控制
• 5.3 输出反馈模糊分散跟踪控制
• 5.4 数值仿真
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结
• 参考文献
• 作者攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢