离散切换系统的异步H∞控制和滤波

摘要

切换系统在工程应用中是一种重要的混杂系统，由若干子系统及决定子系统之间切换的切换信号组成。由于理论发展和实际应用的需要，切换系统的分析和综合已经引起了人们的广泛关注并且取得了显著成果。但是当设计控制器或者滤波器的时候一般假设控制器或者滤波器的切换与系统模型同步，这是非常不现实的。本文通过平均驻留时间、驻留时间和状态依赖切换方法，研究离散切换系统在异步切换下控制器和滤波器的设计问题。主要成果如下:
　　研究异步离散切换系统的H∞滤波器设计问题。针对具有异步切换和测量丢失的切换系统设计滤波器使滤波误差系统指数稳定并具有H∞性能。给出了使得滤波误差系统指数稳定的异步滤波器存在条件，并且在不匹配段（滤波器和系统模型切换信号不一致）允许子系统不稳定。
　　对于异步切换系统，提出了状态依赖驻留时间的控制方法。这种方法不仅使异步切换系统稳定并且降低了子系统的驻留时间条件限制。获得异步切换系统稳定并具有l2增益的条件，并且Lyapunov函数中矩阵参数没有μ倍常数限制。
　　基于带有驻留时间限制的状态依赖方法解决离散切换系统的异步H∞控制问题。在给定驻留时间内，选择Lyapunov函数矩阵参数P（k）在给定驻留时间内线性增长，此后保持恒定直到下次切换。设计切换信号和Lyapunov函数使得函数能量在切换点是下降的，并用来弥补由控制器和系统模型的异步现象引起的能量上升，从而保证切换系统能量是整体下降的。
　　最后，对全文的工作进行总结，并指出下一步的研究内容。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景介绍

1．1．1 离散切换系统

1．1．2 异步切换

1．1．3 切换律设计

1．1．4 滤波器设计

1．2 论文主要内容及结构

2 具有时变时滞切换随机系统的异步H∞滤波

2．1 问题描述及预备知识

2．2 主要结果

2．2．1 稳定性及H∞性能分析

2．2．2 H∞滤波器设计

2．3 仿真算例

2．4 结论

3 驻留时间切换下离散切换系统的异步H∞滤波

3．1 问题描述及预备知识

3．2 主要结果

3．2．1 稳定性及H∞性能分析

3．2．2 控制器设计

3．3 仿真算例

3．4 结论

4 具有驻留时间约束的状态驱动离散切换系统的H∞控制

4．1 问题描述及预备知识

4．2 主要结论

4．2．1 稳定性和H∞性能分析

4．2．2 H∞控制器设计

4．3 仿真算例

4．4 结论

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢