一类切换广义系统的观测器设计

论文摘要

切换广义系统是一类比正常切换系统更为复杂,也更具有一般性的混杂大系统中的一种重要类型。切换广义系统与正常的切换系统的重要区别是,对于正常的切换系统来说,其子系统都是正常的线性或非线性系统；而切换广义系统的子系统都是广义系统。无论对于正常切换系统还是切换广义系统,状态反馈对于提高系统的控制性能是具有极大的优越性的,是系统的各类综合问题中首要考虑使用的反馈控制。但在工程实际中,有时难以实际获得切换广义系统的状态,这时,我们利用能够得到的控制输入和量测输出,通过重构切换广义系统的状态,并利用这种重构状态代替广义系统的真实状态来实现所要求的状态反馈,即设计切换广义系统的状态观测器,又称为状态重构。本文在一类切换线性广义系统的状态观测器设计问题上作了些工作。首先,提出连续时间切换线性广义系统的模型描述,给出了一类切换线性广义系统的广义状态观测器的定义和设计方法,以及存在条件和在任意切换下广义状态观测器的动态误差稳定性的结论。最后给出了数值算例,说明了结论的有效性。其次,利用切换系统和广义系统的正常状态观测器设计理论得到了一类切换线性广义系统的正常状态观测器的定义和设计方法,同时给出了正常状态观测器存在的条件,并以广义系统的受限等价理论和正常切换系统的稳定性理论为基础,得到了在任意切换下正常状态观测器的动态误差稳定性的结论。最后给出了数值算例,说明了结论的有效性。最后,提出了离散切换线性广义系统的模型描述,并提出了一种离散切换线性广义系统的广义状态观测器设的定义和设计方法,同时给出了广义状态观测器存在的条件和动态误差稳定性的结论。最后给出了数值算例,说明了结论的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 混杂系统及切换系统理论的提出和发展
• 1.1.2 切换系统及切换广义系统的特性
• 1.2 研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 广义系统和切换系统的基本理论
• 2.1 广义系统的基础知识
• 2.1.1 广义系统的发展
• 2.1.2 广义系统的相关理论
• 2.2 正常切换系统和切换广义系统的基本知识
• 2.2.1 正常切换系统的基本理论
• 2.2.2 切换广义系统基本理论
• 2.3 小结
• 第三章 连续切换线性广义系统的观测器设计
• 3.1 连续切换线性广义系统的观测器
• 3.2 连续切换线性广义系统的广义状态观测器
• 3.2.1 连续切换线性广义系统的广义观测器
• 3.2.2 状态估计动态误差的稳定性
• 3.2.3 数值算例
• 3.3 连续切换线性广义系统的正常观测器
• 3.3.1 连续切换线性广义系统的正常观测器
• 3.3.2 正常观测器的动态误差稳定性分析
• 3.3.3 数值算例
• 3.4 小结
• 第四章 离散切换线性广义系统的观测器设计
• 4.1 离散广义系统描述
• 4.2 离散切换线性广义系统模型描述
• 4.3 离散切换线性广义系统的广义观测器设计
• 4.4 状态误差稳定性分析
• 4.5 数值算例
• 4.6 小结
• 第五章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间完成的论文情况