几类非线性切换系统的稳定性及H_∞控制

论文题目: 几类非线性切换系统的稳定性及H_∞控制

论文类型: 博士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 赵胜芝

导师: 赵军

关键词: 非线性切换系统,稳定性,控制,鲁棒控制,一致标准形,共同函数,多函数,递推设计,增益,混杂系统

文献来源: 东北大学

发表年度: 2005

论文摘要: 切换系统是一类重要的混杂系统，它有着十分广泛的实际背景。切换系统中连续动态与离散切换信号之间的相互作用使之具有十分复杂的动态行为和丰富的研究内容，这又为信息、控制及相关领域提出了不少具有挑战性的研究课题。同时，切换系统的研究成果又为一般混杂系统的研究提出思路、方法和理论上的借鉴。因此，切换系统的研究具有十分重要的科学价值和应用意义，受到了广泛重视。 本论文主要使用Lyapunov函数方法，微分几何方法研究几类非线性切换系统的稳定性及H∞控制问题。为这些系统提供稳定性分析结果、鲁棒和H∞控制的设计方法。具体工作归纳如下： 提出非线性切换系统的一致标准形概念，这一概念是非线性系统标准形概念在切换系统的推广。给出一致标准形存在的几何条件和所需的坐标变换。利用一致标准形，分析了非线性切换系统在任意切换下可镇定的条件。 研究具有块三角结构的非线性切换系统在任意切换下的全局二次稳定性。在每个块子系统是零输入状态稳定这一假设条件下，利用各个块子系统的Lyapunov函数通过迭代方法构造切换系统的共同Lyapunov函数，给出这类切换系统在任意切换下全局二次稳定的充分条件。 讨论了级联非线性切换系统的稳定性。分别讨论这种类型的不确定切换系统的鲁棒稳定性与含有控制输入的切换系统的全局渐近镇定问题。 研究了多输入非极小相位非线性系统的H∞控制问题。这种系统不具有三角结构，而以三角结构为其特殊形式。这里允许各子系统状态以某种交叉形式出现，同时系统的零动态可以包含所有子系统的状态。各个子系统间这种特殊的关联方式使得采用一种扩展了的递推设计方法成为可能。用该方法获得的H∞控制器使得系统输入对状态稳定同时具有任意指定的L2增益。本章扩大了递推设计方法的适

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ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 混杂系统概述

1.2 切换系统概述

1.2.1 切换系统概念

1.2.2 切换系统的工程背景

1.2.3 切换系统的解及稳定性

1.3 H_∞控制理论的进展

1.4 切换系统H_∞控制问题研究现状

1.5 本文的主要工作

第二章 单输入单输出切换系统的一致标准形及可镇定性

2.1 引言

2.2 非线性切换系统的一致标准形

2.3 任意切换下的可镇定性

2.4 任意切换下的二次可镇定性

2.5 例子

2.6 结论

第三章 具有块三角结构的非线性切换系统的二次稳定性

3.1 引言

3.2 问题描述

3.3 二次稳定性

3.4 例子

3.5 结论

第四章 级联非线性切换系统的稳定性分析

4.1 不确定切换系统的鲁棒稳定性

4.1.1 引言

4.1.2 问题描述

4.1.3 主要结果

4.1.4 结论

4.2 级联非线性切换系统的全局渐近稳定化

4.2.1 引言

4.2.2 问题描述

4.2.3 线性切换系统的稳定化

4.2.4 级联非线性切换系统的稳定化

4.2.5 例子

4.2.6 结论

第五章 一类非极小相位系统的H_∞控制

5.1 引言

5.2 问题描述

5.3 H_∞控制器设计

5.4 结论

第六章 一类非极小相位不确定系统的鲁棒H_∞控制

6.1 引言

6.2 问题描述

6.3 鲁棒H_∞控制

6.4 例子

6.5 结论

第七章 级联非线性切换系统的H_∞控制

7.1 引言

7.2 任意切换策略下的H_∞控制

7.2.1 问题描述

7.2.2 H_∞控制器设计

7.3 某一切换策略下的H_∞控制

7.3.1 问题描述

7.3.2 H_∞控制器设计

7.4 结论

第八章 一类不确定非线性切换系统的鲁棒H_∞控制

8.1 引言

8.2 问题描述

8.3 不确定非线性切换系统的鲁棒H_∞控制

8.4 不确定非线性系统的混杂鲁棒H_∞控制

8.5 结论

第九章 结束语及未来工作展望

9.1 结束语

9.2 未来工作设想

附录A 结论5.1和结论5.2的证明

参考文献

致谢

作者在攻读博士学位期间发表的主要论文

发布时间: 2006-10-25

参考文献

• [1].线性切换系统的执行器饱和及故障检测问题研究[D]. 赵晓琪.东北大学2016
• [2].输入和状态受约的切换系统的鲁棒镇定及跟踪控制[D]. 王娟.东北大学2016
• [3].基于控制器切换的几类控制系统镇定方法研究[D]. 陈新伟.东北大学2016
• [4].离散2-D切换系统的稳定性分析和控制设计[D]. 段朝霞.南京理工大学2016
• [5].线性切换系统：事件触发控制、滤波与广义动态分析[D]. 肖小庆.南京理工大学2017
• [6].线性切换系统的故障检测与鲁棒控制问题研究[D]. 仲广鑫.东北大学2015
• [7].非线性随机脉冲和切换系统稳定性分析[D]. 任威.中国科学技术大学2018
• [8].切换系统的稳定性分析与切换镇定设计[D]. 刘志.山东大学2018
• [9].网络化线性切换系统有限时间控制问题研究[D]. 王顺.哈尔滨工业大学2016
• [10].Delta算子切换系统的容错控制[D]. 胡号.南京航空航天大学2016

相关论文

• [1].切换系统稳定性及时滞相关问题研究[D]. 胡柯.上海交通大学2008

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