線性切換系統(tǒng)事件觸發(fā)控制問題研究.pdf

1、切換系統(tǒng)屬于一類重要的混雜系統(tǒng)，切換系統(tǒng)的混雜特性體現(xiàn)在切換系統(tǒng)中同時(shí)含有相互作用的被微分方程或差分方程描述的子系統(tǒng)（或模態(tài)）的連續(xù)動(dòng)態(tài)信號以及在有限正整數(shù)集內(nèi)取值的支配子系統(tǒng)切換的切換信號。由于很多物理系統(tǒng)都具有切換特性，因此切換系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用背景。此外，在切換系統(tǒng)的理論研究方面，切換系統(tǒng)的穩(wěn)定性和鎮(zhèn)定性問題長時(shí)間以來一直都是控制系統(tǒng)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題，對于這兩類問題，目前已經(jīng)有了相當(dāng)多的研究成果。另一方面，隨著現(xiàn)代控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化程度

2、和水平的迅速提高，有限的通信資源和不斷增長的控制任務(wù)之間的矛盾日益凸顯。因此，為了克服傳統(tǒng)的時(shí)間觸發(fā)機(jī)制的缺點(diǎn)，相比之下，一種新的觸發(fā)機(jī)制，即事件觸發(fā)機(jī)制被提出。由于事件觸發(fā)機(jī)制不僅能夠確保系統(tǒng)得到滿意的控制性能，而且還能夠顯著地降低控制器和傳感器之間的通信頻率，因而事件觸發(fā)機(jī)制得到了廣泛的關(guān)注。到目前為止，事件觸發(fā)機(jī)制已經(jīng)被應(yīng)用到諸多系統(tǒng)中，并且已經(jīng)得到了很多有價(jià)值的結(jié)果。然而，需要指出的是，切換系統(tǒng)事件觸發(fā)控制問題還沒有得到很好的研

3、究。因此，本文將事件觸發(fā)機(jī)制引入到切換系統(tǒng)中來，研究切換系統(tǒng)事件觸發(fā)控制器的設(shè)計(jì)問題，本文的主要工作可以歸納如下:
　　首先，對于不含時(shí)滯和擾動(dòng)的切換系統(tǒng)，在系統(tǒng)狀態(tài)可用作反饋和不可用作反饋的兩種情況下分別設(shè)計(jì)了事件觸發(fā)機(jī)制（事件觸發(fā)器）以及事件觸發(fā)狀態(tài)反饋控制器和事件觸發(fā)輸出反饋控制器。然后，通過平均駐留時(shí)間方法和Lyapunov函數(shù)方法，以線性矩陣不等式的形式給出了能夠保證切換系統(tǒng)有限時(shí)間鎮(zhèn)定的充分條件。通過數(shù)值例子進(jìn)行仿真驗(yàn)

4、證所得到的理論結(jié)果的有效性。
　　其次，研究了帶有時(shí)變時(shí)延的切換系統(tǒng)的事件觸發(fā)控制問題。在上述設(shè)計(jì)的基于狀態(tài)和基于輸出（或基于觀測）的事件觸發(fā)機(jī)制下，分別設(shè)計(jì)了時(shí)滯切換系統(tǒng)的事件觸發(fā)狀態(tài)反饋控制器和事件觸發(fā)輸出反饋控制器。然后，采用平均駐留時(shí)間方法和Lyapunov-like函數(shù)方法，以線性矩陣不等式的形式給出了能夠確保時(shí)滯切換系統(tǒng)有限時(shí)間鎮(zhèn)定的充分條件。通過數(shù)值仿真表明所提出的設(shè)計(jì)方法的可行性。
　　最后，考慮了帶有外部擾

5、動(dòng)輸入的時(shí)滯切換系統(tǒng)的事件觸發(fā)H∞控制問題。在系統(tǒng)狀態(tài)可測和不可測兩種情況下分別設(shè)計(jì)了基于狀態(tài)反饋和基于輸出反饋的事件觸發(fā)H∞控制器。另外，通過平均駐留時(shí)間方法和Lyapunov-like函數(shù)方法，以線性矩陣不等式的形式給出了帶有外界擾動(dòng)輸入的時(shí)滯切換系統(tǒng)有限時(shí)間H∞鎮(zhèn)定的充分條件。仿真結(jié)果表明所得到的控制和設(shè)計(jì)方法的有效性。
　　本文通過理論推導(dǎo)證明了事件觸發(fā)控制方式在切換系統(tǒng)中的可行性。此外，本文還給出了切換系統(tǒng)事件觸發(fā)狀態(tài)反