混合动态系统控制综合方法研究

摘要

混合动态系统(HDS)同时包含了连续变量动态系统(CVDS)和离散事件动态系统(DEDS)以及二者之间的相互作用关系,系统的状态为状态对-连续状态和离散状态,系统的演化由时间和事件共同驱动,并可由一组基于连续变量和离散变量的运动方程来描述.首先介绍了HDS的描述与建模问题,给出了改进后的HDS数学模型,并分析了HDS的稳定性、能控性、能观性以及可镇定问题,给出了相应的判别条件,所得到的结论可以推广到其它类型的HDS.其次,重点研究了HDS的控制综合问题,基于外延原理的控制综合方法将原始系统扩张到更大的空间,从而导致各个子系统之间呈现弱耦合,在弱耦合的各个子系统中设计的控制器与估计器经过压缩后,能较好地实现对原系统的控制与估计.该文提出了基于外延原理的HDS控制器的设计思想和方法,还设计了HDS估计器.最后,该文改进了一类由自动机和一系列连续控制系统组成的HDS模型,针对此类由一系列传输带组成的运输系统,通过合理地改进传输带的分段方法,重新定义一些外部离散事件,同时结合电子与计算机技术,设计出了由自动机和一系列连续控制器所组成混合控制器,可对此类HDS有效控制.

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第一章绪论

1.1理论研究背景及其发展

1.2 HDS理论研究所面临的难题

1.3论文构思与创新

第二章HDS的描述与建模

2.1 HDS的定义

2.2 HDS的特点与分类

2.4 HDS数学模型

第三章HDS结构性质

3.1概述

3.2 HDS稳定性

3.3 HDS能控性

3.4 HDS能观性

3.5 HDS可镇定问题

第四章基于外延原理的HDS控制与估计

4.1概述

4.2外延原理(Extension principle)

4.3基于外延原理的控制器设计

4.4基于外延原理的估计器设计

第五章基于自动机的HDS控制综合

5.1概述

5.2自动机(Automaton)

5.3基于自动机的HDS

5.4 HDS控制综合

第六章HD S在工业过程控制中的应用

6.1工程背景

6.2数学模型

6.3控制综合

6.4结束语

结论与展望

参考文献

发表论文情况说明

附录

致谢