带有饱和执行器的T-S模糊时滞系统的模糊控制

论文摘要

近几年,非线性系统、时滞饱和系统的综合控制问题已经成为新的热点研究方向,受到研究者的普遍关注.在许多实际控制系统中,不同程度地存在着时滞现象.例如,网络控制系统（NCSs）,传送系统,化工过程系统等都是典型的时滞系统.被控对象的固有时滞给系统分析和控制器设计带来了很多困难,时滞系统被认为是最难控制的对象。同时,考虑到元器件的物理性能及实际意义,执行器饱和现象的发生也是比较普遍的.通常,执行器饱和会导致系统性能严重退化,有时甚至会使得稳定的系统变得不稳定.所以,带有饱和执行器的非线性时滞系统的稳定性分析及控制器设计,是具有重要的理论价值和实际意义的。特别地,在数字通讯技术飞速发展的现代社会,带有饱和执行器的非线性NCSs的镇定问题,也是一个具有重要意义的研究课题。本文的主要研究工作如下:（1）介绍了本文研究内容的理论和实际意义,以及国内外研究现状.（2）针对Takagi-Sugeno（T-S）模糊模型表示的非线性系统,研究了一类带有饱和执行器及时变时滞的非线性系统的稳定性分析与模糊控制器的设计方法.利用平行分布补偿（PDC）技术、二次Lyapunov函数、Razumikhin稳定性理论以及线性矩阵不等式（LMI）方法,建立了闭环模糊系统局部渐近稳定的时滞依赖的判别条件,给出了模糊控制器的设计方法.同时,对执行器是非标准饱和的情形,也得到了相应的结论。通过求解LMIs,可以获得闭环模糊系统的吸引域的估计。之后,提出了闭环系统吸引域的估计最大化的模糊控制器的一个设计方法.通过一个数值例子说明了这个方法的有效性.（3）研究了一类带有饱和执行器的非线性NCSs的镇定问题.首先,综合考虑信息传输中的网络诱导时滞与丢包两种情形,利用PDC技术将该系统建模为T-S模糊时滞模型.其次,利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法、输入时滞方法以及自由权重矩阵技术,以LMI的形式,建立了带有饱和执行器的非线性NCSs渐近稳定的时滞依赖的判别条件,给出了相应控制器的设计方法.通过求解LMIs,可以获得带有饱和执行器的非线性NCSs的吸引域的估计。一个数值例子说明了所给方法的有效性。（4）对本文的研究内容做了总结,并对后续工作进行了展望.

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 问题提出及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究工作
• 1.4 本文的组织
• 1.5 符号说明
• 第2章 T-S模糊时滞系统的饱和控制
• 2.1 引言
• 2.2 问题描述和预备知识
• 2.3 主要结论
• 2.3.1 稳定性分析与控制器设计
• 2.3.2 吸引域估计的优化
• 2.4 仿真实例
• 2.5 本章小结
• 第3章 带有饱和执行器的非线性网络控制系统的镇定
• 3.1 引言
• 3.2 模型建立与准备知识
• 3.3 主要结论
• 3.4 仿真实例
• 3.5 本章小结
• 第4章 工作总结与研究展望
• 4.1 工作总结
• 4.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间研究成果
• 致谢
• 个人简况