基于T-S模糊模型的非線性系統(tǒng)的分析與控制研究.pdf

1、模糊控制作為一種有別于傳統(tǒng)控制理論的控制方法，能充分應用控制專家的經驗和知識，處理那些定義不完善或難以精確建模的復雜過程，并具有相當的魯棒性，在具有相關特點的控制領域表現出了其極大的優(yōu)勢，特別適用于非線性、時變、大滯后系統(tǒng)的控制。模糊系統(tǒng)理論的一個重要研究內容就是它的穩(wěn)定性與控制問題。日本學者Takagi和Sugeno在1985年提出的Takagi-Sugeno（T-S）模糊模型，為模糊系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與控制綜合提供了系統(tǒng)化的框架，使模

2、糊系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和控制器設計上升到了新的理論高度。對于非線性系統(tǒng)的不同區(qū)域的動態(tài)，可以利用T-S模糊模型建立局部線性模型，然后把各個局部線性模型用隸屬函數連接起來，得到整體的模糊非線性模型。進而，基于此模型進行系統(tǒng)的定性分析及控制設計。 本文通過使用Lapunov函數方法、線性矩陣不等式（LMI）方法和并行分布補償（PDC）方法，分析研究了T-S模糊系統(tǒng)分別在非時滯、時滯和不確定性情形下的穩(wěn)定性問題及H∞控制問題，導出了相應的

3、穩(wěn)定性條件及H∞控制器的設計方法。主要工作包括以下幾個方面： 1）針對連續(xù)變時滯T-S模糊系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性問題，導出了系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件，該條件以LMI的形式表示，并據此給出了模糊控制器的設計方法。 2）針對離散T-S模糊系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題及H∞控制問題，給出了系統(tǒng)穩(wěn)定且滿足H∞性能指標的充分條件，并將該問題轉化為一個具有LMI約束的優(yōu)化問題，據此給出了模糊控制器的設計方法。 3）針對離散時

4、滯T-S模糊系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題及H∞控制問題，給出了系統(tǒng)穩(wěn)定且滿足H∞性能指標的充分條件，并設計了相應的H∞控制器。 4）針對離散時滯不確定T-S模糊系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題及H∞控制問題給出了系統(tǒng)穩(wěn)定且滿足H∞性能指標的充分條件，并設計了相應的H∞魯棒控制器。 5）選擇了若干典型實例，對上述結果進行了仿真研究。仿真結果表明本文所給出的條件和方法是有效的，并進一步將本文的結論與現有其他文獻結論進行比較，結果