带有执行器饱和的切换系统稳定性研究

摘要

切换系统作为一类重要的混杂系统，由一系列连续或离散的子系统以及描述它们之间切换关系的逻辑规则组成，切换系统广泛应用于包含多种运动模式的复杂工业过程的系统建模与分析综合中，具有重要的理论价值和实际意义。在实际切换控制系统中，执行器饱和现象不可避免，饱和的存在不仅会降低系统的性能，甚至会造成不稳定现象。本文主要研究带有执行器饱和的切换系统的稳定性问题，包含以下主要内容： 首先讨论了基于状态观测器的切换饱和系统的状态反馈镇定问题。在系统状态不可得的情况下，设计了Luenberger状态观测器，使用状态观测值进行反馈控制，得到一个新的闭环系统。采用扇形域法处理饱和非线性，同时设计基于平均停留时间的切换规则，得到闭环系统的稳定性判据。 其次给出了基于平均停留时间的切换饱和系统的吸引域估计方法。本文在已有的线性微分包含法的基础上，通过增加决策变量的数目，增大了参数的自由度，并设计了平均停留时间切换规则，在保证闭环系统指数稳定的同时，扩大了吸引域估计的范围。 最后针对切换饱和系统设计了事件触发控制方法。本文对事件触发机制和基于平均停留时间的切换规则进行共同设计，在保证系统稳定的同时减少信号的传输，从而节省了网络资源。同时为了避免Zeno现象的发生，计算出最小触发时间间隔。

目录

声明

符号表

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 切换系统

1.1.2 执行器饱和

1.1.3 切换饱和系统

1.1.4 状态反馈控制

1.1.5 事件触发控制

1.2 定义及引理

1.2.1 基本定义

1.2.2 相关引理

1.3 文章的主要工作和结构安排

第二章 基于状态观测器的切换饱和系统的镇定

2.1 问题描述

2.2 主要结果

2.3 仿真结果

2.4 本章小结

第三章 基于平均停留时间的切换饱和系统的吸引域估计

3.1 问题描述

3.2 主要结果

3.3 仿真结果

3.4 本章小结

第四章 基于事件触发机制的切换饱和系统的镇定

4.1 问题描述

4.2 主要结果

4.3 仿真结果

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢