A new approach to stability analysis of neural networks with time-varying delay via novel Lyapunov-Krasovskii functional

In this paper, new delay-dependent stability criteria for asymptotic stability of neural networks with time-varying delays are derived. The stability conditions are represented in terms of linear matrix inequalities （LMIs） by constructing new Lyapunov-Krasovskii functional. The proposed functional has an augmented quadratic form with states as well as the nonlinear function to consider the sector and the slope constraints. The less conservativeness of the proposed stability criteria can be guaranteed by using convex properties of the nonlinear function which satisfies the sector and slope bound. Numerical examples are presented to show the effectiveness of the proposed method.

基于模糊Lyapunov-Krasovskii函数的离散时滞T-S模糊模型的非二次镇定条件

研究了离散时滞T-S模糊模型基于模糊Lyapunov-Krasovskii函数的稳定性分析及控制器设计问题.首先,构造出离散型模糊Lyapunov-Krasovskii函数,此函数是系数与T-S模糊模型的模糊规则权重相对应的复合型Lyapunov-Krasovskii函数.然后,基于一系列线性矩阵不等式,得到了开环系统稳定的充分条件,进而又基于非二次PDC控制律,设计出了模糊控制器.最后,仿真实例验证了该方法的有效性和优越性.

基于模糊Lyapunov-Krasovskii函数的模糊系统的鲁棒H_∞控制

针对公共Lyapunov-krasovskii函数(LKF)方法判断离散时滞模糊系统鲁棒稳定性的保守性,构造了模糊LKF,并给出了系统鲁棒稳定的充分条件。应用并行分布补偿算法(PDC),设计了全局鲁棒稳定的模糊控制器。多个附加矩阵变量的引入,使控制器可以通过求解一系列线性矩阵不等式(LMI)获得。最后,通过一个仿真例子验证了方法的有效性。

基于模糊Lyapunov-Krasovskii函数的T-S模糊系统的H_∞控制

研究了离散时滞T-S模糊系统基于模糊Lyapunov-Krasovskii函数的H∞控制问题.通过构造离散型模糊Lyapunov-Krasovskii函数,首先给出了一个使得T-S模糊系统渐近稳定的充分条件,然后给出了相应的H∞控制器的设计方法,该设计方法保证了模糊闭环系统内部渐近稳定并满足从干扰输入到控制输出的H∞范数界约束,且具有较少的保守性.最后通过仿真实例,验证了该方法的有效性.

基于Lyapunov-krasovskii泛函的线性时滞系统低保守性研究

针对带有线性的时滞系统稳定性与低保守性是该领域研究的主要问题。由此提出基于Lyapunov-krasovskii泛函的线性时滞系统低保守性研究方法。对Lyapunov-krasovskii泛函进行构造,将自由权矩阵的牛顿-莱布尼兹的公式引入到Lyapunov-krasovskii泛函分析中,对泛函导数的交叉项进行界定,基于Lyapunov的稳定性的定理,得出线性矩阵时滞相关的稳定性准则,并由数值的算例表明,该稳定性的准则能使时滞系统得到更大时滞的上界,具有较好的稳定性,与当前存在的结果相对比具有更低的保守性。

New Approach of Stability for Time-Delay Takagi-Sugeno Fuzzy System Based on Fuzzy Weighting-Dependent Lyapunov Functionals

This paper deals with the stability of Takagi-Sugeno fuzzy models with time delay. Using fuzzy weighting- dependent Lyapunov-Krasovskii functionals, new sufficient stability criteria are established in terms of Linear Matrix Inequality;hence the stability bound of upper bound delay time can be easily estimated. Finally, numeric simulations are given to validate the developed approach.

可再生能源高渗透下时滞孤岛微电网的负荷频率控制

针对孤岛微电网系统中大规模接入可再生能源导致的低惯性和开放通信网络中通信延迟对系统稳定运行造成的不可忽略的影响,该文研究变时滞影响下低惯性孤岛微电网系统的负荷频率控制问题。首先,提出一种引入虚拟惯性控制的时滞微电网分层频率控制模型;然后构造一个新的Lyapunov-Krasovskii泛函,它包括时滞乘积项和增广的s-dependent积分项。进而,选取复合松弛积分不等式、二次函数不等式和凸组合等方法与所构造泛函有效配合,得到保守性更低的稳定性判据。最后,通过不同场景的仿真分析验证所提方法在提高孤岛微电网时滞稳定裕度和系统动态性能方面具有更好的效果,并分析了时滞稳定裕度与控制器参数、非线性负载扰动之间的关系。

考虑通信时滞的采样控制系统稳定性分析

为了研究带有通信时滞的采样控制系统的稳定性问题,首先,考虑采样区间的采样特性,构造一种依赖于采样区间最值的闭环泛函,在这种泛函中,泛函相关的矩阵不需要满足正定定义,且矩阵随着采样区间最值的变化而变化;然后,利用采样控制系统的动态信息以及定积分的分部积分法,提出一些含自由矩阵的零等式;再次,结合广义自由矩阵积分不等式,推导出采样控制系统带有通信时滞和无通信时滞的2个稳定性判据;最后,通过数值和实际仿真验证采样区间最值的闭环泛函方法的可靠性。研究结果表明:基于采样区间最值的双边闭环泛函能够使采样控制系统稳定性判断更优且更有效。

2-D离散时滞系统的新时滞相关稳定性准则

研究了具有时变时滞的二维(two-dimensional,2-D)离散系统的时滞相关稳定性问题.所创建的Lyapunov-Krasovskii泛函(Lyapunov-Krasovskii functionals,LKFs)考虑在二次项和单项求和项中引入时滞相关矩阵,包含了更多的状态信息.同时在单项求和项中引入增广向量矩阵,并给出适用于2-D系统的多重辅助函数不等式和互凸组合不等式,用于处理LKFs差分,以便降低计算负担.然后,为具有时变时滞的2-D离散系统推导出保守性更小的稳定性准则.通过两个数值算例验证了所设计方法的有效性和优越性.

新的广义时滞系统容许性条件

针对广义时滞系统,基于李雅普诺夫第二方法和广义系统的受限等价变换,结合积分不等式技术,给出一个线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)形式的容许性条件。首先,利用广义系统的受限等价变换得出广义时滞系统是正则且无脉冲的;然后,通过选取增广型Lyapunov-Krasovskii泛函(L-K泛函)和多重积分型L-K泛函,引入松弛型L-K泛函构建新的L-K泛函,利用Jensen积分不等式和Wirtinger积分不等式对L-K泛函求导后产生的积分项进行处理,得出广义时滞系统的稳定性条件,进而得到广义时滞系统的容许性条件;最后,利用MATLAB中的LMI工具箱,通过数值算例验证所用方法的可行性和有效性。

基于二次函数负定判据的LFC系统稳定性分析

基于改进的二次积分不等式和二次多项式不等式建立的稳定性条件,研究了基于负荷频率控制(LFC)的时滞电力系统稳定性问题。首先,搭建了包含PI参数的负荷频率时滞系统数学模型;然后,通过引入增广的Lyapunov-Krasovskii泛函,利用近年改进的二次积分不等式和二次多项式不等式的充分条件,成功导出了具有时变时滞的系统稳定性判据;最后,通过负荷频率系统模型的实例仿真,验证了所得稳定性判据优于现有的一些计算结果。

考虑时滞的自平衡车控制系统稳定性分析

研究了自平衡车控制系统的时滞相关稳定性问题。首先,应用牛顿经典力学,对自平衡车进行数学建模,给出了自平衡车瞬时力学平衡方程,并对控制电机模型进行线性化处理。在此基础上,建立了基于PID控制器并考虑传输时滞的自平衡车系统的整体状态空间模型。为了评估系统的时滞稳定裕度,基于Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函方法,并应用广义自由矩阵积分不等式技术,建立了系统的时滞相关稳定性判据。然后基于给出的稳定性判据,借助Matlab中的线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)工具箱,研究了速度环PID参数对自平衡车控制系统时滞稳定裕度的影响。最后,通过仿真实验验证了所提出系统稳定性判据的有效性。

基于自由矩阵积分不等式方法的电力系统时滞相关稳定性分析

研究了电力系统时滞相关鲁棒稳定性问题。首先,建立了考虑系统时滞的电力系统模型;然后,通过构造时滞乘积增广型Lyapunov-Krasovskii泛函,并应用自由矩阵积分不等式方法,对泛函导数进行界定,得到了低保守性的稳定新判据;最后,通过单机无穷大系统、4机11节点系统和典型二阶系统验证了所提方法的有效性。

基于自由矩阵的线性网络控制系统稳定性分析

本文主要研究了一类线性网络控制系统的稳定性问题。首先,将建立的网络控制系统模型转换为时变时滞系统模型;其次,构造一种新型扩展Lyapunov-Krasovskii泛函(LKF),同时使用广义的基于自由矩阵的积分不等式处理在LKF求导过程中产生的积分项,再基于引入的二次函数负定定理推导出一个具有较小保守性的稳定性准则。最后通过两个数例验证了该准则的有效性,进一步表明了本文所提出方法的可行性和低保守性。

带有非线性扰动的时变时滞系统的稳定性准则

研究了带有非线性扰动的时变时滞系统的稳定性问题.基于时滞分割方法,提出了保守性更小的系统稳定性分析准则.利用一个自由参数将时滞区间分割为2个子区间,进而构造了含有时滞分割点状态信息和3重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函,并采用自由矩阵积分不等式界定泛函导数中的交叉项.基于Lyapunov稳定性定理,得到了以线性矩阵不等式描述的时滞相关型稳定性准则.数值算例表明该稳定性准则能够得到更大的时滞上界,与已有结果相比具有更小的保守性.

基于PID负荷频率控制的电力系统时滞相关鲁棒稳定性分析

基于Lyapunov-Krasovskii泛函方法讨论了单区域电力系统负荷频率控制问题。建立了考虑通信时滞环节的系统模型,并将基于PID控制器的系统转换为具有反馈控制的闭环系统,构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,并应用逆凸不等式方法处理泛函导数中的积分项,推导出系统矩阵中含有PID参数的鲁棒稳定性判据。并结合数值实例分析了系统在不同时滞类型的情况下,PI控制增益与系统时滞稳定裕度之间的关系,仿真结果表明了文中方法的有效性和相比已有方法的优越性。

一种基于时滞区间不均分方法的变时延网络控制系统的新稳定性条件

针对一种变时延线性网络控制系统,采用时滞区间不均分法,将时滞分割成m个区间.在每个区间都构建不同的Lyapunov-Krasovskii泛函,并引入三重积分项,同时结合自由权矩阵法,在各自的时滞区间上采用保守性小的积分不等式来处理泛函导数,进而获得了保证网络控制系统的一种新的稳定性条件.并且,最后通过相应的数值算例验证了本文中的结论.

一类非线性时滞细胞神经网络稳定性分析

研究了一类常时滞细胞神经网络的全局渐近稳定性.通过构造适当的Lyapunov-Krasovskii泛函,利用线性矩阵不等式(LMI)得出了全局渐近稳定性判据.数值的例子验证了方法结果的有效性.

一类带未知输入时滞的多时滞非线性系统的对时滞参数的自适应H∞控制

针对一类带未知输入时滞参数的非线性时滞系统,基于线性矩阵不等式LMI和一种基于“Descriptor form”的Lyapunov-Krasovskii泛函方法,设计了一种带未知时滞估计项的记忆型状态反馈控制器,给出了针对该未知输入时滞参数的自适应控制H∞控制器设计方案,并对闭环系统的稳定性给出了证明．

复杂动态网络指数采样同步控制

利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法以及线性矩阵不等式方法,研究具有时变时滞复杂动态网络的指数采样同步控制问题。首先,建立包含更多时滞信息以及采样间隔信息的Lyapunov-Krasovskii泛函,运用更优积分不等式方法处理泛函导数中的积分二次型项,获得一种新的保证误差系统指数同步的稳定性判据。其次,基于此判据设计保证系统同步稳定的采样控制器。仿真结果表明:所得判据具有更小保守性,且采样控制器可行。