切换时滞系统基于增长无源性的输出跟踪与调节问题

作     者：刘晨 

作者单位：辽宁师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李莉莉

授予年度：2018年

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 070105[理学-运筹学与控制论] 081101[工学-控制理论与控制工程] 071101[理学-系统理论] 0811[工学-控制科学与工程] 0701[理学-数学] 

主      题：增长无源性 输出跟踪 输出调节 切换时滞内模 Wirtinger积分不等式 

摘      要：切换时滞系统的输出跟踪和调节控制问题在理论研究和实际应用中都有重大的意义,而增长无源性理论在切换系统的输出跟踪和调节控制问题的研究中也起着重要的作用.然而,在很多实际系统上普遍存在着时滞.对于切换时滞系统,增长无源性理论并未被应用在解决其控制问题上.本文提出切换时滞系统的增长无源性定义,并且基于增长无源性讨论了切换时滞系统的输出跟踪和调节控制问题,初步建立了这类切换时滞系统基于增长无源性的控制问题的基本理论框架.本文主要工作如下:首先,提出一类切换时滞系统的增长无源性定义.在无需假设子系统增长无源的情况下,采用多Lyapunov函数方法设计切换规则,以LMIs形式给出切换时滞系统具有增长无源性的充分条件.作为特例,在参数取特殊值的情况下,同时讨论了具有输入和输出增长无源性的切换时滞系统.结合Wirtinger积分不等式和Finsler引理处理时滞项,简化计算过程,同时降低了主要结果的保守性.其次,基于输出增长无源性讨论了一类切换时滞系统的输出跟踪问题.针对具有输出增长无源性的切换时滞系统,在不要求子系统输出跟踪问题可解的情况下,基于多Lyapunov函数方法,设计误差反馈控制器和依赖于状态的切换规则给出切换时滞系统输出跟踪问题的可解性.最后,基于输出增长无源性讨论了一类切换时滞系统的输出调节问题.首先,构造切换时滞内模型控制器,并且利用多Lyapunov函数方法设计切换规则,给出切换时滞内模型控制器具有输出增长无源性的充分条件.然后,以LMIs的形式给出切换时滞内模型控制器与可控系统反馈连接的闭环系统的输出调节问题可解的充分条件.其中,切换时滞内模型控制器的切换规则与受控切换时滞系统的切换规则是不同的,即不要求两者同步切换.因此,在设计上具有更大的自由空间.