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【6h】

一类时滞不确定系统的模糊H鲁棒控制研究

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第一章绪论

1.1时滞不确定系统的模糊鲁棒控制及其稳定性研究概述

1.1.1模糊控制系统的发展历程与研究现状

1.1.2时滞系统鲁棒H∞控制研究现状

1.2本文的研究目的与意义

1.3本文的研究思路与主要工作

第二章模糊T-S模型与鲁棒H∞控制理论基础

2.1Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型

2.1.1万能逼近定理

2.1.2 T-S模

2.2线性矩阵不等式简介

2.1.1线性矩阵不等式的表示式

2.1.2几类线性矩阵不等式问题及其MATLAB求解工具

2.3鲁棒H∞控制理论简介

2.2.1系统不确定性状态空间描述

2.2.2时滞系统的鲁棒稳定性

2.2.3H∞控制理论基础

2.2.3几个常用的引理

第三章时滞不确定系统模糊输出反馈H∞鲁棒控制

3.1问题描述

3.1.1动态系统模型

3.1.2控制器结构与控制目标

3.2鲁棒稳定性及H∞范数指标分析

3.3模糊输出反馈控制律设计与算法

3.4示例仿真

3.5本章小结

第四章多时滞不确定系统的模糊输出反馈鲁棒控制

4.1多时滞不确定系统的模糊输出反馈鲁棒控制

4.1.1问题描述

4.1.2鲁棒稳定性分析

4.1.3模糊输出反馈控制律设计

4.1.4算例仿真

4.2本章小结

第五章多时滞不确定系统的模糊保性能H∞鲁棒控制

5.1问题描述

5.1.2模糊保性能鲁棒稳定性及H∞范数指标分析

5.1.3模糊保性能H∞鲁棒控制律设计

5.1.4优化保性能H∞控制律设计

5.1.5算例仿真

5.2本章小结

结语

致谢

参考文献

作者简介

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摘要

在控制系统的研究分析过程中,用数学模型来完全真实反映一个实际的被控对象几乎是不可能的。我们所研究的数学模型都是实际被控对象的一种近似描述,这种近似通常来源几个方面:对高阶系统的降阶处理、非线性系统的线性化、测量误差、各种内部摄动等。这些近似来源一般归为不确定因素,即不确定性。另一方面,在很多实际工程系统中,如在轧钢过程,管道传输,网络信号传输,航空航天等都存在滞后现象,而这些时滞特性的存在会导致系统的不稳定或系统的动态响应性能低下,不能满足系统运行要求。因此,对具有时滞的不确定性系统进行分析研究具有重要的理论意义和实际工程意义,也是当前控制理论研究的热点之一。 目前利用鲁棒控制理论对这类问题的研究已有许多结论,但仍存在许多需要期待研究的问题。本文在前人工作的基础之上,基于Lyapunov稳定性理论,应用T-S模糊模型建模,研究了由模糊模型描述的非线性时滞不确定动态系统,及一类多时滞不确定系统的模糊鲁棒H<,∞>控制问题,主要内容如下: (1)针对一类非线性时滞不确定动态系统,通过分析对其进行模糊建模,基于Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式的处理方法,给出了使闭环系统稳定,满足二次型性能指标和H<,∞>范数指标的条件及符合相应性能要求的控制器的设计方法。 (2)考虑了一类由状态空间描述的多时滞不确定系统,研究了其在状态不可测情况下的模糊鲁棒控制问题。基于Lyapunov稳定性理论,应用线性矩阵不等式,给出了系统稳定的条件和模糊动态输出反馈控制器的设计方法。 (3)针对一类复杂多时滞不确定动态系统,应用T-S模型分析了模糊保性能H<,∞>鲁棒控制问题。通过构造线性矩阵不等式,基于已有的稳定性理论,设计了模糊保性能H<,∞>鲁棒控制器,使得系统对外界参数变化具有很好的鲁棒性,对干扰波动具有很强的抑制能力。

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