一类混杂动态系统分析与控制

论文摘要

混杂系统是由离散事件动态系统与连续变量动态系统相互混合、相互作用而形成的动态系统。混杂系统理论是控制科学、计算机科学、系统学和数学等多学科相互结合的产物,是传统控制理论进一步发展的必然要求。随着科学技术的发展,人们着眼的系统变得越来越复杂,许多系统包含了两种在本质上完全不同的变量。许多实际的系统,如嵌入式系统、通讯网络、电力系统、化工过程系统、交通系统、机器人等,均可由混杂系统来描述。总之,混杂系统研究在理论和应用两个方面都具有重要意义。本文主要针对一类混杂系统进行控制理论和控制方法的分析和研究。在综合、分析混杂系统现有的控制理论和控制方法的基础上,用李雅普诺夫稳定性理论对系统的稳定性作进一步的分析、比较,并深入研究了状态反馈控制策略在混杂系统控制中的应用。具体来说,本文的贡献主要在以下几个部分:●混杂系统结构分析。从基本组织结构入手,深入分析了混杂系统的概念、性质及特性。按离散事件和连续变量相互作用的类型,对混杂系统进行了分类。采用混杂自动机作为混杂系统的模型,对混杂系统做了分析。●基于李雅普诺夫函数法的混杂系统稳定性分析。分别利用单李雅普诺夫函数法和多李雅普诺夫函数法给出了混杂系统稳定的条件,这些条件可表示为线性矩阵不等式(LMI)形式,并给出了基于线性矩阵不等式(LMI)算法确定稳定边界的方法。●混杂混沌系统的状态反馈控制。由单纯的连续混沌系统分析入手,提出了基于状态反馈控制的连续混沌系统的李雅普诺夫指数配置控制方法。在此基础上,将该控制策略推广到混杂混沌控制系统中,并进一步推导了混杂混沌系统控制器的设计方法。通过对一类混杂混沌系统的控制研究表明,该控制方法是有效的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 混杂系统研究历史与现状
• 1.2.1 混杂系统的模型
• 1.2.2 混杂系统的稳定性分析
• 1.3 本文的主要研究内容及结构安排
• 本章小结
• 第二章 混杂系统结构分析
• 2.1 引言
• 2.2 混杂系统基本概念、性质及特性分析
• 2.3 混杂系统的分类
• 2.4 混杂系统的基本结构分析
• 2.4.1 三位一体的结构
• 2.4.2 混杂系统示例
• 本章小结
• 第三章 混杂系统稳定性分析
• 3.1 引言
• 3.2 预备知识
• 3.3 系统描述
• 3.4 切换方式的确定
• 3.4.1 单李雅普诺夫函数法
• 3.4.2 多李雅普诺夫函数法
• 3.5 仿真分析
• 本章小结
• 第四章 混杂混沌系统状态反馈控制
• 4.1 引言
• 4.2 混沌系统
• 4.3 连续混沌系统反馈控制
• 4.3.1 控制策略研究
• 4.3.2 实例分析
• 4.4 混杂混沌系统状态反馈控制
• 4.4.1 控制策略研究
• 4.4.2 实例分析
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢