基于T-S模型的非線性時滯系統(tǒng)的分析與綜合.pdf

1、非線性時滯系統(tǒng)的控制問題是控制理論研究的一個重要課題。本論文基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型，利用線性矩陣不等式(LMI)方法，研究了不確定非線性時滯系統(tǒng)的魯棒模糊控制問題。本論文的主要工作和研究成果主要體現(xiàn)在以下五個方面： (1)研究了連續(xù)T-S模糊時滯系統(tǒng)的時滯相關(guān)穩(wěn)定性。通過在Lyapunov-Krasovskii泛函中引入自由參數(shù)，提出了一種基于LMI 的帶調(diào)節(jié)參數(shù)的時滯相關(guān)穩(wěn)定性判據(jù)。通過將調(diào)節(jié)參數(shù)限定

2、在區(qū)間[0，1] 上，弱化了Lyapunov-Krasovskii泛函中積分項在系統(tǒng)穩(wěn)定性分析和控制器設(shè)計中的作用，從而更充分地、有效地利用了時滯參數(shù)τ。并且在判據(jù)推導(dǎo)過程中，沒有利用任何模型變換方法和不等式放大技巧，也沒有引入附加矩陣，因此所得判據(jù)與現(xiàn)有判據(jù)相比具有更弱的保守性，而且放寬了控制對象時滯的約束條件，適用對象廣泛。 (2)對于標稱非線性模糊時滯系統(tǒng)，討論了時滯信息已知和時滯信息未知兩種情況下的帶記憶狀態(tài)反饋控制器設(shè)

3、計問題。時滯信息已知時，采用本論文提出的帶調(diào)節(jié)參數(shù)的Lyapunov-Krasovskii泛函分析控制器存在的充分條件，在保證閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，通過減小調(diào)節(jié)參數(shù)的值，可以增大時滯范圍，從而擴大了控制器的適用范圍。并且閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)性能可以通過選取合適的調(diào)節(jié)參數(shù)而得到優(yōu)化。時滯信息未知時，通過設(shè)計出對記憶尺度的自適應(yīng)律，并將記憶尺度引入到控制器存在的充分條件中，得到了實時變化的反饋增益，數(shù)值仿真驗證了所給方法的有效性。 (3)

4、將適用于標稱系統(tǒng)的時滯相關(guān)方法推廣到具有時變不確定性的連續(xù)模糊時滯系統(tǒng)，討論了不確定時滯系統(tǒng)的魯棒控制問題。對于不確定上界已知的連續(xù)模糊時滯系統(tǒng)，采用本文所給的帶調(diào)節(jié)參數(shù)的魯棒控制器，滯后時間τ和不確定攝動值都隨調(diào)節(jié)參數(shù)的改變而改變，因此可以通過選取合適的調(diào)節(jié)參數(shù)來擴大時滯上界和不確定攝動值，增強了控制器的適用范圍。對于不確定上界未知的連續(xù)模糊時滯系統(tǒng)，設(shè)計出基于觀測器的自適應(yīng)控制器，并且觀測增益和控制增益都受調(diào)節(jié)參數(shù)的影響，從而也可以

5、通過選取合適的調(diào)節(jié)參數(shù)來優(yōu)化系統(tǒng)動態(tài)性能。 (4)針對不確定上界已知的不確定連續(xù)模糊時滯系統(tǒng)，分別討論了系統(tǒng)的保成本控制和H<'∞>控制問題，并且系統(tǒng)的保成本值和最小H<'∞>性能指標均可以通過改變調(diào)節(jié)參數(shù)的值來改變，從而使得設(shè)計的控制器具有更廣泛的適用性。通過數(shù)值仿真示例，驗證了所給方法的有效性。 (5)針對本論文提出的帶調(diào)節(jié)參數(shù)的控制器設(shè)計方法，探討了調(diào)節(jié)參數(shù)的選取問題。通過設(shè)計出調(diào)節(jié)參數(shù)的自適應(yīng)律，并將其引入到控制