关联大系统时滞相关分散H控制理论及应用

摘要

关联大系统的分散控制在实际应用中得到广泛应用。时滞往往存在于实际的系统中，时滞的存在是系统性能变差的根源。时滞分为时滞无关和时滞相关，时滞无关的结果是比较保守的，而相关时滞具有很大的灵活性。在时滞大系统分散控制研究中，控制器存在的条件可以归结为一个非线性矩阵不等式，使得分散控制器的求解非常困难。而且，针对具有关联时滞系统的分散控制器设计结果比较保守。论文针对关联时滞大系统，研究其分散H∞控制理论及其应用，主要内容如下： （1）针对一类具有定常时滞的不确定关联系统，研究输出反馈分散H∞控制问题。结合Lyapunov-Krasovskii泛函方法、时滞积分矩阵不等式技巧和变量替代法，得到具有较小保守性的时滞依赖分散H∞控制器的线性矩阵不等式充分条件，仿真例子说明算法的有效性。 （2）研究一类时变时滞相关大系统的分散鲁棒H∞控制问题。分别设计基于状态反馈和输出反馈分散H∞控制器，引入一种二次积分不等式方法，并结合Lyapunov-Krasovskii泛函方法，导出具有较小保守性的时滞相关分散H∞控制器的非线性矩阵不等式充分条件。再利用改进的锥补法（CCL），给出求解LMI的方法和控制器设计的迭代算法。结果表明，本文所设计控制策略扩大关联系统稳定的时滞范围，并且具有较小保守性。 （3）针对三机关联时滞电力系统，建立具有二个子系统的关联时滞电力系统模型。分别设计定常时滞和时变时滞情形下的分散输出反馈H∞控制器，并讨论在此控制器下关联电力系统的稳定性和H∞控制问题。做出三机关联时滞电力系统仿真图，结果表明，所设计的控制器能够快速有效地稳定电力系统，并且具有良好的动态性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究课题的提出和意义

1.2关联时滞大系统的分散H∞控制理论的研究现状

1.3电力系统的应用研究

1.4关联时滞大系统分散H∞控制理论基础

1.4.1 Lyapunov-Krasovskii泛函

1.4.2积分不等式

1.4.3线性矩阵不等式

1.4.4 CCL迭代算法

1.5本文的主要工作

第二章不确定关联系统定常时滞分散H∞控制

2.1引言

2.2问题的描述

2.3主要结论及证明

2.4算例

2.5本章小结

第三章关联系统时变时滞相关分散H∞控制

3.1引言

3.2关联系统时变时滞相关分散H∞状态反馈控制

3.2.1问题描述

3.2.2主要结论及证明

3.2.3算例

3.3关联系统时变时滞相关分散H∞输出反馈控制

3.3.1问题的描述

3.3.2主要结论及证明

3.3.3算例

3.4本章小结

第四章时滞相关分散控制在电力系统中的应用研究

4.1引言

4.2三机关联时滞模型的描述

4.3关联定常时滞电力系统的研究

4.4关联时变时滞电力系统的研究

4.5本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要研究成果