复杂系统鲁棒调度分析与综合

摘要

本文针对传统的变增益控制存在的不足之处，讨论了非线性系统、参数时变Markov中立系统、LPV系统等复杂系统的连续变增益控制问题，并分别设计了变增益状态反馈控制器，鲁棒观测器，动态输出反馈控制器以及L2-L∞滤波器。通常，在进行系统的控制过程中，首先要通过各种先验知识，获得动态系统的数学模型，针对这些模型来进行控制器的设计。然而，实际中的系统都具有非线性，参数时变等特点，这使得控制器的设计存在了困难。增益调度控制方法，在不了解控制对象准确数学模型条件下，可以实现系统控制器的设计，为解决复杂系统的控制问题提供了一种新的思路。
　　 本研究主要内容包括：①针对不确定系统(超混沌，CSTR系统，LPV系统)，运用梯度线性化方法，得到一系列典型工作点、时间点附近的局部线性化模型，分别设计了H∞状态反馈控制器、Min-Max最优状态反馈控制器和Min-Max最优动态输出控制器，最后通过泰勒级数拟合，得到连续调度控制器；②针对带有执行器饱和的，不确定时滞CSTR系统，设计了连续变增益H∞观测器；③针对参数时变Markov中立系统，基于指数稳定理论，设计了连续变增益鲁棒H∞控制器以及L2-L∞波器。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 复杂系统鲁棒调度问题提出的背景

1.1.1 课题的目的和意义

1.1.2 国际国内研究状况及进展

1.2 非线性系统的描述

1.3 非线性系统稳定性分析

1.4 线性化方法

1.4.1 泰勒级数法

1.4.2 梯度法线性化方法

1.5 Markov跳变系统及执行器饱和

1.5.1 Markov跳变系统

1.5.2 执行器饱和

1.6 LYAPUNOV稳定性理论及线性矩阵不等式

1.6.1 可转化为线性矩阵不等式的问题

1.6.2 线性矩阵不等式的求解

1.7 论文结构

第二章 不确定系统连续调度控制

2.1 不确定超混沌系统调度控制问题

2.1.1 超混沌系统调度控制问题的提出

2.1.2 超混沌系统描述

2.1.3 控制器设计

2.1.4 连续增益调度控制器设计

2.1.5 仿真结果

2.1.6 结论

2.2 不确定CSTR系统Min-Max连续变增益控制

2.2.1 CSTR系统Min-Max问题的提出

2.2.2 系统描述

2.2.3 连续增益调度控制器设计

2.2.4 仿真实例

2.2.5 结论

2.3 LPV系统变增益Min-Max输出反馈控制

2.3.1 问题的提出

2.3.2 问题描述

2.3.3 控制器设计

2.3.4 仿真实例

2.3.5 结论

第三章 带有饱和执行器的不确定时滞系统调度控制

3.1 问题的提出

3.2 系统描述

3.3 主要结论

3.4 调度控制器的设计

3.5 仿真结果

3.6 结论

第四章 参数时变跳变中立系统调度控制

4.1 问题的提出

4.2 鲁棒调度H∞控制器的设计

4.2.1 带有饱和执行器系统的描述

4.2.2 主要结论

4.2.3 鲁棒H∞控制器的设计

4.2.4 调度控制器设计

4.2.5 数值仿真

4.3 鲁棒调度L2-L∞滤波器设计

4.3.1 系统描述

4.3.2 L2-L∞滤波器设计

4.3.3 调度滤波器的设计

4.3.4 数值仿真

4.4 结论

第五章 总结与思考

5.1 本文小结

5.2 对调度控制的思考

致谢

参考文献

附录：作者在攻读硕士期间发表的论文