切换正时滞系统在可容许边依赖平均驻留时间下的稳定性和镇定性

讨论了一类切换正时滞系统的稳定性和镇定性.首先,通过构造多元共正李雅普诺夫泛函,得到了切换正时滞系统在可容许边依赖平均驻留时间(AED-ADT)切换信号下的有限时间稳定的充分条件;其次,设计了一类状态反馈控制器,并给出了闭环系统在AED-ADT切换信号下具有有限时间稳定的判据.最后,利用两个算例验证了所得结果的正确性.

切换正线性系统在模型依赖平均驻留时间下的异步L_(1)控制

研究一类切换正线性系统在模型依赖平均驻留时间(MDADT)切换信号下的异步L_(1)控制问题.通过构造适当的李亚普诺夫(Lyapunov)函数,基于MDADT切换信号,讨论了一类切换正线性系统在异步切换下的指数稳定性,并进一步给出了其在异步切换下具有指数的L_(1)-增益性能γ的充分条件.基于已建立的稳定性定理和MDADT切换信号,设计了一类异步状态反馈控制器,使得闭环系统在异步切换下是正的并且具有指数的L_(1)-增益性能γ,给出了求解控制器的增益矩阵K_(i)的具体算法.此外,所得结论都是以代数矩阵不等式的形式给出的,可以利用Matlab中的LP工具箱进行求解.给出了一个数值算例验证了所得结论的有效性和可行性.

基于边依赖平均驻留时间方法的采样系统镇定问题

该文研究了采样控制系统的镇定问题.首先,根据控制输入是否丢失将采样系统建模为切换时滞系统.采用可容许边依赖平均驻留时间方法设计切换信号,此切换信号由快速和慢速可容许边依赖平均驻留时间方法组成.应用多Lyapunov函数方法,得到了保证系统指数稳定的相关结论.最后,仿真结果验证了所得结果的有效性.

基于模型依赖平均驻留时间的含不稳定子系统的离散切换系统的稳定性分析

考虑含有不稳定子系统的离散切换系统的稳定性,通过设计模型依赖平均驻留时间(mode-dependent average dwell time, MDADT)切换信号,针对稳定子系统和不稳定子系统分别设计了慢切换信号和快切换信号,降低驻留时间方法的保守性。采用MDADT方法建立了非线性离散切换系统全局一致指数稳定的充分条件,进一步研究了含有不稳定模态的线性离散切换系统的稳定性,最后数值仿真验证了方法的有效性。

离散切换系统的事件触发输出调节:相邻模态依赖平均驻留时间

研究一类线性离散切换系统的事件触发输出调节问题.与时间触发控制相比,事件触发控制可明显地降低控制任务执行的次数.本文首先将相邻模态依赖平均驻留时间的定义拓展到了离散切换系统的情况.利用分段Lyapunov函数方法,给出在满足这种平均驻留时间定义的切换规则下,全息状态反馈事件触发控制器和事件触发机制的联合设计方案,得到系统输出调节问题可解充分条件.使用非共同坐标变换得到各子系统的调节器方程组,这样可以避免调节器方程组有共同解的情况.最后,使用数值例子验证所给方法的有效性.

网络控制系统的模型依赖平均驻留时间调度与控制

针对具有随机短时延的资源受限网络控制系统,提出了一种新的模型依赖平均驻留时间的调度策略与反馈控制联合设计方法.该调度策略由模型依赖平均驻留时间和动态试一次就丢弃(try-once-discard,TOD)调度策略共同决定,将系统建模成带有参数不确定性的离散切换系统,基于多Lyapunov函数方法及线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)技术,给出了使闭环系统指数稳定的控制器设计和TOD调度策略下的各模态平均驻留时间条件.该联合设计方法降低了保守性,在一定程度上减少了系统模态之间的切换频率.最后通过仿真验证所提方法的有效性.

基于模型依赖平均驻留时间的H_(∞)输出跟踪控制

使用模型依赖平均驻留时间方法研究一类切换时滞系统H_(∞)输出跟踪问题。使用多Lyapunov函数方法理论,给出模型依赖平均驻留时间所满足的条件,确保所研究的切换时滞系统是指数稳定的且具有H_(∞)输出跟踪性能,同时给出状态反馈和跟踪误差积分相结合的控制器设计方案。不同于单一平均驻留时间方法,模型依赖平均驻留时间方法,允许切换系统的每一个子系统具有各自的平均驻留时间,因此降低了结果的保守性。最后,通过仿真算例验证所获得理论结果的有效性和正确性。

非线性扰动的切换系统的异步控制:模态依赖的平均驻留时间方法

研究了一类具有非线性扰动的切换系统的异步控制问题,异步是指控制器的切换相对于子系统的切换经历时间延迟。利用异步切换系统状态方程的解析解直接研究系统动力学,无需构造任何李雅普诺夫函数。提出了保证闭环系统在模态依赖平均驻留时间(MDADT)方案下指数稳定的充分条件。MDADT意味着每个子系统都有自己的平均驻留时间(ADT),这比ADT更具一般性。此外,利用线性矩阵不等式方法设计了异步切换控制器。最后,通过数值算例说明了该方法的有效性。

浅析一类线性不确定切换系统稳定性——基于模态依赖平均驻留时间

切换系统,属于一类混合动态系统,通过一系列的时态子系统与一个切换信号之间的巧妙切换所构成.在实际生活的工程应用中,切换系统被广泛地模仿,比如通信网络、飞机和太空轨迹控制、机器人遥控器等等.所以,研究带有时滞情况的系统变得尤为关键.系统往往在运行的时候,由于存在不确定项,切换控制器与系统的切换状态不同步,最终达不到我们最初设计的理想结果.这篇论文,在连续时间情况下,研究稳定性以及带有平均驻留时间的模态依赖的线性切换系统的稳定性.

离散切换正时变时滞系统的有限时间稳定与l_(1)滤波

讨论了一类离散切换正时变时滞系统的有限时间稳定性及其l_(1)滤波问题.首先,通过构造一类合适的李亚普诺夫函数,建立了模型依赖平均驻留时间(MDADT)下的离散切换正时变时滞系统的有限时间稳定性的判定条件;然后,基于所得结论设计了一个滤波器,并给出了滤波误差系统是有限时间稳定的且具有1滤波的充分条件;最后,利用两个算例验证了所得结论的有效性.

基于容许边界依赖ADT方法的DC/DC变换器控制

电力电子电路具有连续时间变量与离散事件互相混杂、互相作用的特点,是一类典型的混杂系统。基于混杂系统理论,利用多李雅普诺夫函数稳定性方法结合容许边界依赖平均驻留时间约束条件,设计了一种可使DC/DC变换器达到期望输出的切换规则,其稳定性控制条件通过解线性矩阵不等式(LMI)得到。在此基础上,加入了比例积分控制器保证DC/DC变换器在负载扰动下的稳定性。此控制方法能保证系统稳定,同时可有效抑制系统的抖振并降低开关频率。最后,通过仿真得出了Buck、Boost、Buck/Boost电路的仿真曲线,并搭建Buck电路实验样机进行了验证,结果证明了所提方法的有效性。

基于模型依赖平均驻留时间的线性切换系统有限时间H∞控制

针对一类具有有界干扰的线性切换系统研究其有限时间鲁棒控制问题.基于模型依赖平均驻留时间,提出了系统有限时间有界且具有H∞性能指标的充分条件,与传统方法中系统具有单一平均驻留时间不同,各切换子系统具有各自的平均驻留时间,因而降低了设计的保守性.进一步,将切换系统的有限时间状态反馈控制器设计转化为具有线性矩阵不等式约束的优化问题.数值算例和仿真对比表明,所提出的方法增加了切换律设计的自由度.

切换系统的异步镇定:相邻模型依赖平均驻留时间

本文研究一类切换线性系统在异步切换下的镇定问题.由于控制器的切换信号中存在时滞使得控制器的切换和系统的切换出现了异步的情况.首先,提出了相邻模型依赖平均驻留时间的定义.然后,通过合并切换信号的方法和多Lyapunov函数方法,给出了相邻模型依赖平均驻留时间切换下整个切换系统稳定的充分条件和控制器设计.这些条件反映了系统的连续动态、切换时滞和平均驻留时间之间的关系.最后,通过例子验证了本文方法的有效性.

基于转移依赖Lyapunov函数离散时间切换系统的异步l_(2)-l_(∞)滤波

主要研究离散时间切换系统在容许路径依赖混合驻留时间(AED-IDT)切换下异步l_(2)-l_(∞)滤波器的设计问题.不同于以往的研究结果,提出一种异步转移依赖凸Lyapunov函数,得到了低保守性稳定性判据.所设计Lyapunov函数的创新之处在于其构建不再依赖系统模态,而是依赖当前激活的滤波器模态和刚刚运行结束的滤波器模态.鉴于所设计Lyapunov函数具有凸性质,这为所提出方法提升自由度和灵活性创造了空间.采用转移依赖凸Lyapunov函数和AED-IDT切换策略,能够得到保证滤波误差系统全局一致指数稳定,且具有l_(2)-l_(∞)性能的充分条件.在此基础上,提出异步l_(2)-l_(∞)滤波器的设计方法.最后,通过一个数值实例和一个切换RLC应用电路来验证所得结果的有效性,并经过仿真实验验证了所提出设计方法能够保证更紧的驻留时间界和较小的滤波误差结果.

具有控制器失效的不确定时滞系统区间时滞依赖鲁棒控制(英文)

研究了具有控制器失效的这样一类特殊的不确定时变时滞系统的区间时滞依赖鲁棒控制问题。假定时滞是某一给定区间上的时变连续函数。主要探索控制器失效在满足什么样的条件下系统依然是指数稳定的。首先,将具有控制器失效的时滞系统建模成一类包含了稳定子系统与不稳定子系统的切换系统。接着,针对这样的时滞系统,通过利用一个新的Lyapunov-Krasovskii泛函,使用新的时滞技术及基于平均驻留时间方法,在稳定子系统与不稳定子系统激活时间比不小于某一下界的条件下,提出依赖于时滞区间的时滞依赖稳定性条件。由于未引进多余的加权矩阵,在估计泛函微分上界时未忽略有用信息,即充分考虑时滞上下界信息,使得所得结果具有较小保守性。基于所获得的稳定性准则,以线性矩阵不等式(LMI)形式得到了确保闭环系统指数稳定的控制器存在的依赖于时滞区间的充分条件,控制器参数通过求解LMI给出。最后,所呈现的鲁棒控制问题有效性通过仿真算例得以证实。

切换系统区间时滞依赖稳定及L_2增益分析

研究具有时变时滞不确定切换系统的区间时滞依赖鲁棒指数稳定性及系统满足L2增益性能分析.系统具有的时变时滞下界可以不为零.利用平均驻留时间方法和自由权矩阵方法,给出了切换系统区间时滞依赖鲁棒指数稳定及满足相应L2增益的充分条件,也给出了切换律的设计.将切换系统的稳定性和满足L2增益性能问题的条件归结为一组线性矩阵不等式的可解性问题.最后通过仿真验证了结论的正确有效性.

变体飞行器有限时间切换H_∞跟踪控制

针对变体飞行器变形过程中的跟踪控制问题,基于切换线性变参数控制理论建立了变体飞行器模型。为了抑制变形过程中控制器切换和不确定性的影响,保证闭环系统有限时间有界同时满足指定的H_∞性能指标,基于模态依赖平均驻留时间方法和多Lyapunov函数方法,提出一种切换有限时间H_∞跟踪控制器的设计方法,并分析了系统的有限时间鲁棒稳定性,通过求解线性矩阵不等式得到控制器存在的充分条件。仿真结果表明,所提方法能够使飞行器系统准确跟踪指令,且对于控制器切换和不确定性具有鲁棒性,降低了控制器设计的保守性。

部分时滞依赖下时滞切换系统的H_∞同步镇定

研究部分时滞依赖切换控制器下一类离散时滞切换系统H_∞同步切换控制问题。使用多Lyapunov函数及平均驻留时间方法,给出平均驻留时间所满足的条件,在此切换条件下系统是均方指数稳定的且具有加权H_∞性能,同时给出H_∞切换控制器的设计方案。最后,通过一个数值例子验证所提出设计方案的有效性。

基于模型依赖驻留时间的异步切换控制

研究在模型依赖平均驻留时间切换策略下切换线性系统的异步切换控制问题,同时考虑模型依赖的控制器滞后时间的约束问题.在实际情况下,信号传输和系统检测等原因会导致控制器的切换滞后于子系统.基于这类情况,首先将子系统运行的区间划分为子系统与控制器相匹配的区间和非匹配的区间,根据模型依赖的驻留时间策略设计出各子系统的控制器;然后,结合模型依赖的控制器滞后时间、系统参数和Lyapunov稳定条件推导出合适的驻留时间设计参数,且使得异步切换系统全局一致指数稳定;最后通过数值仿真验证了所提出方法的有效性.

Caputo分数阶切换线性系统的指数稳定性

众所周知,与整数阶切换系统不同, Caputo分数阶切换系统的积分下界不能随子系统的切换而被更新,意味着在下界非一致的任意区间内不能直接取分数阶导数的分数阶积分.对此,本文给出了一个不等式(文中引理6)克服这一问题,并用1个数值例子进行了验证.通过这一不等式,然后分别利用多Lyapunov函数方法和模型依赖平均驻留时间(MDADT)方法,给出了Caputo分数阶切换线性系统指数稳定的条件,并利用2个数值例子进行验证.