基于抗积分补偿的饱和系统动态事件触发控制

摘要

事件触发控制是一种满足特定触发条件才执行控制任务的非周期控制机制。它在保证稳定性和其他性能的前提下，显著节约网络化控制系统的通信资源。另一方面，执行器饱和普遍存在于实际工程中，严重影响系统的稳定性和其他性能指标，而抗积分补偿是一种抑制饱和非线性不良影响的有效方法。基于以上背景，本文针对基于抗积分补偿的动态事件触发机制进行研究，主要内容如下。 首先针对执行器饱和的连续系统设计一种新颖的动态事件触发机制。以最大化稳定域为指标，给出闭环系统的局部渐近稳定判据，并证明最小事件间隔时间的存在以避免Zeno现象。该事件触发机制能够显著地减少触发次数，并且适用于状态不可测的系统。另一方面，本文采用迭代算法设计静态抗积分补偿增益，抵消输入饱和的不良影响，明显扩大稳定域，提高系统性能。 在此基础上设计了自触发机制，其传输时刻由软件计算获得，不需要实时检测被控对象的输出。此外设计了周期事件触发机制，将采样系统与事件触发结合，仅在等周期的时刻验证触发条件。 由于静态抗积分补偿的可行性限制和性能限制，本文将静态抗积分补偿扩展到动态抗积分补偿，该补偿器有内部的状态变量，能够更好地提高系统性能。在动态抗积分补偿增益已知时，给出闭环系统最小化L2增益的判据，并证明最小事件间隔时隔的存在。在动态抗积分补偿增益未知时，给出其存在的可行性条件，并应用投影定理，给出设计动态抗积分补偿器增益的算法。在两种特殊情况下，即补偿器的阶数为零（静态）或与被控对象阶数相同时，可行性条件是非凸的，故这两种情况在实际中应用更为广泛。

目录

基于抗积分补偿的饱和系统动态事件触发控制

摘 要

ABSTRACT

目 录

符号表

1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究现状

1.3 基础知识

1.4 相关引理

1.5 本文的主要内容和结构安排

2 带静态抗积分补偿的饱和系统动态事件触发控制

2.1 系统模型

2.2 动态事件触发条件设计

2.3 稳定性分析

2.4 最小事件间隔时间

2.5 静态抗积分补偿设计

2.6 数值仿真

2.7 本章小结

3 带静态抗积分补偿的饱和系统自触发控制和周期事件触发控制

3.1 自触发控制

3.2 周期事件触发控制

3.3 数值仿真

3.4 本章小结

4 带动态抗积分补偿的饱和系统动态事件触发控制

4.1 系统模型

4.2 L2 性能与稳定性分析

4.3 动态抗积分补偿器设计

4.4 数值仿真

4.5 本章小结

5 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