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。

分数阶时滞切换线性系统的稳定性研究

为了更好地了解系统时滞对分数阶切换系统稳定性的影响,研究了Caputo分数阶时滞切换线性系统的有限时间稳定性。首先,通过求解给定的分数阶时滞线性系统,导出了Lyapunov函数沿分数阶线性时滞系统的Caputo分数阶导数满足的不等式条件。其次,基于该不等式条件和Heaviside阶跃函数的性质,得到了具有Caputo分数阶导数的分段定义微分函数的等价解;通过导出的引理,得到了分数阶时滞线性切换系统有限时间稳定性的充分条件。最后,通过两个算例验证了所提方法的有效性。利用Heaviside阶跃函数得到的分段定义分数阶微分不等式的等价解,有效地克服了现有研究分数阶切换时滞系统稳定性问题中存在的忽略分数阶算子的记忆性缺陷。

Pachpatte积分不等式的比例时滞混合系统稳定性

研究一类具有比例时滞的混合脉冲切换系统。对于比例时滞,通常通过时间变换将比例时滞转换为常数时滞,并结合相应的判据得到稳定性结果。不再基于时间变换,而是利用切换Lyapunov函数和Pachpatte积分不等式,建立任意条件脉冲切换下指数稳定性和渐近稳定性的新判据。最后,通过实例来验证理论结果,结果表明,本文所设计的脉冲控制可以使具有比例时滞的混沌系统趋于稳定。

基于三次函数不等式的时变时滞系统稳定性分析

时滞系统的稳定性分析一直是学术研究的焦点。本文采用Lyapunov-Krasovskii泛函(LKF)方法,对时变时滞系统的稳定性进行了深入研究,并提出了一个互凸三次矩阵不等式。首先,利用辅助函数积分不等式和互凸三次矩阵不等式,对LKF导数中的积分项进行了有效估计。随后,基于三次函数负定方法,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了时变时滞系统渐近稳定的稳定性准则,以确保系统的稳定性。最后,通过数值例子,验证了所提出方法的可行性和优越性。

时滞反馈下分数阶Rayleigh系统的稳定性分析

该研究主要探讨了时滞反馈下分数阶Rayleigh系统的稳定性和Hopf分岔发生的条件。首先,得到具有线性速度反馈的分数阶Rayleigh系统的平衡点渐近稳定的充要条件,发现它不仅与反馈增益有关,还与分数阶阶次有关。其次,以时滞作为分岔参数,对具有线性时滞速度反馈的分数阶Rayleigh系统进行稳定性分析。在一定条件下,计算出时滞的临界值,当时滞参数小于该值时,平衡点是稳定的;当时滞参数大于该值时,平衡点是不稳定的。进而,得到Hopf分岔发生的条件。最后,选取三组系统参数进行数值模拟,验证了所得理论结果的正确性。

基于新积分不等式的时滞负荷频率控制系统稳定性分析

该文研究了具有时变时滞和负荷扰动的负荷频率控制系统的稳定性问题。首先,构造新的增广向量和具有多重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函,建立不同变量间的耦合关系;其次,为了与所构造的泛函紧密配合,提出基于时滞相关矩阵和自由矩阵的积分不等式及基于时滞相关矩阵的反凸组合不等式,对泛函导数进行更精确的估计,从而得到具有较小保守性的负荷频率控制系统的稳定性判据;最后,通过对典型二阶时滞系统和单区域时滞负荷频率控制系统进行仿真分析,验证了所得的稳定性判据具有较小保守性,并分析了负荷扰动和控制器参数对系统时滞上界的影响。

时滞影响下自主车辆队列的稳定性分析

自主车辆队列可提升交通容量与行驶安全性、降低燃油消耗与污染排放。但车辆通信过程中存在时滞,会严重影响系统控制性能与稳定性。为此,针对含时滞的自主车辆队列,建立基于分布式控制器的自主车辆队列闭环控制系统,并提出一种稳定性分析方法。首先,将整个车辆队列闭环控制系统解耦为若干子系统,并在此基础上对子系统进行稳定性分析,提出了基于直接法的精确时滞稳定边界求解方法,得到了系统稳定的充要条件。最后,通过数值仿真验证了所提稳定性分析方法的有效性。

带有输入时滞的线性系统的稳定性分析

针对一类带有输入时滞的线性系统,利用Lyapunov-Krasovskii泛函法,给出一个稳定性准则。首先,构造一个增广的非对称Lyapunov-Krasovskii泛函;其次,通过Wirtinger不等式对L-K泛函进行分析和估计,利用积分不等式和线性不等式进一步推导得到L-K泛函整体正定的条件和求导条件,又由于该系统带有输入时滞,对此引入零方程,得到以LMI形式表示的带有输入时滞的线性系统的稳定性准则;最后,利用数值算例,通过LMI工具箱求解,验证了所得结果的有效性和可行性。

考虑AGC采样保持特性的时滞电力系统频率稳定性分析

电力系统的自动发电控制(automaticgeneration control,AGC)是典型的采样控制系统,具有调节周期长、通信延迟显著的特点。基于单区域负荷频率控制(load frequency control,LFC)系统,该文提出一种适用于考虑AGC采样保持特性的时滞电力系统频率稳定性分析方法。首先利用零阶保持器建立考虑AGC采样保持特性的LFC连续–采样混合系统模型;然后利用切比雪夫离散化方法处理模型中的时滞变量,基于函数空间方法建立等值的离散化系统;随后提出基于离散化系统特征值的稳定性判据。为说明考虑AGC采样保持特性的必要性,该文还建立了忽略AGC采样保持特性和用零阶保持器连续传递函数建模的LFC连续系统模型,通过比较不同模型的时滞稳定裕度说明不同建模方法的保守冒进程度。最后通过时滞稳定裕度上的时频域仿真分析验证所提稳定性分析方法的准确性。

具有分布时滞的非线性广义系统一致渐近稳定性准则

针对一类具有分布时滞的非线性广义系统,利用李雅普诺夫第二方法和广义系统的受限等价变换,给出一致渐近稳定性准则。首先,在假设具有分布时滞的非线性广义系统是正则、无脉冲的基础上,构造了新的增广Lyapunov-Krasovskii泛函(L-K泛函),在L-K泛函中加入了三重积分项以获得更多的时滞信息;然后,对L-K泛函求导后产生的积分项应用边界估值更为精确的Bessel-Legendre不等式(B-L不等式)进行处理,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式给出了具有分布时滞的非线性广义系统的一致渐近稳定性准则条件;最后,利用数值算例,通过Matlab中LMI工具箱求解,验证了所用方法的可行性和有效性。

大时滞不确定系统的滞后时间削弱与自抗扰控制

针对具有变时滞、变参数和扰动的大时滞不确定系统的控制问题,本文提出了滞后时间削弱与自抗扰控制方法,综合应用了前馈控制、反馈控制和自抗扰补偿控制.为了提高系统的稳定性,在前馈控制器的设计中采用了系统的边界模型确定控制器参数取值范围;采用系统边界模型输出与系统实际输出的动态加权和作为反馈控制器的输入.为了提高系统控制的性能,自抗扰补偿控制回路的设计基于标称模型的补偿控制器.理论证明和仿真结果表明,所提出的方法是有效的,其在具有模型参数变化、滞后时间变化和外部扰动情况下,能保证系统的稳定性和良好的控制性能.

含时滞的不确定性交直流微电网直流母线电压H_∞控制

针对含通信网络延时的不确定性交直流微电网的直流母线电压稳定问题,提出了一种将状态空间法和阻抗分析法相融合的方法,构建具有时滞的范数有界不确定交直流微电网模型。基于系统鲁棒二次稳定的求解,获得了满足H_∞控制性能的时滞无关型状态反馈控制器的条件。然后应用S-procedure定理,提出一种降低时滞依赖型Lyapunov方法的泛函构造难度且无须再次求导的方法,引用Wirtinger积分不等式和自由矩阵的积分不等式,得到时滞依赖型的H_∞控制器。仿真分析验证了所提控制方法能在一定的通信延时约束下抑制不确定参数对直流母线电压的影响。

基于三次函数不等式的时滞系统稳定性分析

近年来,时滞系统的稳定性问题得到了广泛关注。由于时滞系统的复杂性,时滞系统的稳定性问题尚未研究透彻。时滞系统的稳定性条件是三次函数的形式,现有的线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)工具箱无法求解。针对此问题,通过在李雅普诺夫泛函中引入一个二次型二重积分项,提出了一种新的三次函数负定性方法。经过该方法处理后,LMI工具箱无法处理的三次函数不等式转化为了多个可以处理的线性不等式。最后,数值实例验证了所提方法的优越性和可行性。

换流阀冷却控制系统的时滞稳定性分析

换流阀冷却系统是直流输电工程的重要设备,冷却水温度控制的稳定性直接影响换流阀的安全运行。首先介绍了换流阀冷却系统的原理及温度控制策略,被控对象采用带纯滞后环节的一阶惯性环节等效。为减少额外引入的时滞影响,提出冷却系统温度控制测点位置的改进方案。针对PI控制下的一阶时滞系统稳定性问题,推导出基于奈奎斯特准则的解析法,得出系统保持鲁棒稳定的时滞常数稳定域,同时分析了系统稳定裕度和控制器参数的稳定域。仿真和实验验证了解析法分析换流阀冷却控制系统时滞稳定性的有效性。

基于增广Lyapunov泛函的时变时滞T-S模糊系统稳定性分析

针对含有时变时滞的T-S模糊系统进行稳定性分析。首先,利用线积分李雅普诺夫函数和增广李雅普诺夫泛函方法,构造一个包含更多有效信息的李雅普诺夫泛函,使增广向量中不仅包含了双重积分,还包括含时滞乘积项的双重积分。然后,采用一种估计精度更高的广义自由权矩阵不等式方法对泛函导数中的积分项进行界定,从而得到了保守性更小的稳定性判据。接着,对所得到的稳定性条件通过三阶矩阵不等式判定方法转化为线性矩阵不等式的形式。最后,采用两个数值算例验证所提出的稳定性判据的优势。

具有时滞的离散Lotka-Volterra合作系统波前解的非线性稳定性

反应扩散模型的行波解的稳定性是一个很重要的研究课题.该文主要研究了一类具有时滞的离散Lotka-Volterra合作系统波前解的全局非线性稳定性.具体来讲,当初值在无穷远处指数衰减到有较大波速的波前解而在其他位置可以任意大时,运用L^(2)-加权能量方法、比较原理和挤压技术可以得到该系统的此类波前解是指数渐近稳定的,并解决了离散扩散算子及时滞共同作用下建立能量估计的问题.总之,将加权能量方法推广到带有时滞的离散系统中,丰富了相关的研究内容.

带非线性扰动的不确定多时变时滞系统H_∞鲁棒稳定性

研究了带非线性扰动的不确定多时变时滞系统的H∞鲁棒稳定性．其中不确定项是范数有界的,非线性扰动满足线性约束．基于Lyapunov-Krasovskii泛函,根据矩阵不等式技术和非线性处理方法,提出了两个新的时滞稳定性的结果．最后给出了两个示例,表明本文提出的方法与存在的文献结果相比,具有较少的保守性和良好的有效性．

参数不确定分布时滞随机微分系统的指数稳定性(英文)

讨论了一类具参数不确定性及分布滞后的线性随机微分系统 ,旨在研究更为广泛的一类线性随机滞后微分系统的均方指数稳定性 .文中给出了时滞依赖的均方指数稳定的代数判据 ,并通过一个实例表明了文中方法的正确性及适用性 .

具多时滞的不确定离散奇异系统的鲁棒稳定性(英文)

给出了一类具多时滞不确定离散奇异系统与时滞无关的容易计算的鲁棒稳定性判据 ,并且提供了稳定和性能鲁棒性的有效度量方法 .给出的例子描述了该方法的应用 .

不确定线性时滞系统的稳定性准则

针对带有非结构扰动和多参数扰动的线性时滞系统，利用著名的Ｒａｚｕｍｉｋｈｉｎ型定理，导出了系统的鲁棒稳定性条件。这些条件与时滞有关，在很大程度上降低了现有结果的保守性。文末给出了用以阐明所给稳定性准则的应用算例。