时滞LPV系统的增益调度控制研究

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时滞LPV系统作为一种重要的时滞线性系统,在控制领域得到了广泛的关注,在很多实际工程中也有广阔的应用。系统的稳定性及性能分析问题是时滞LPV系统研究领域的重要的研究方向。  本文对时滞LPV系统的国内外研究现状进行了总结,并针对时滞LPV系统,通过设计参数相关的状态反馈控制器及输出反馈控制器,使得系统渐近稳定,并在同一构架下,满足多种性能指标。主要内容如下:  (1)针对时滞LPV开环系统,通过参数相关的Lyapunov-Krasovskii泛函给出了使系统渐近稳定且满足不同性能的时滞相关的充分条件。该条件不仅与时滞大小相关,还和时变时滞的导数相关,所以系统的稳定性条件具有较小的保守性。求解矩阵不等式时,通过引入自由权矩阵,有效地避免了Lyapunov-Krasovskii泛函与系统矩阵直接的耦合。并通过参数LMI方法,把所得到的充分条件转化为易于解决的凸优化问题。继而在保证系统稳定性的基础上,创造性地引入性能不等式,该性能不等式可以减弱输入扰动对系统的影响,且使得系统在统一的构架下满足多种性能要求,如H∞性能指标、L2-L∞性能指标、无源性和耗散性等。  (2)针对时滞LPV系统,设计了状态反馈控制器。构造适当的参数相关Lyapunov-Krasovskii泛函,引用了保守性小的积分不等式引理,给出相应的时滞相关条件。定理中引入了自由权矩阵,这对增益调度控制状态反馈控制器的求解起到了关键作用。最后,使得带有状态反馈控制器的整个闭环系统渐近稳定,且可满足不同的性能指标。以多胞型的时滞LPV系统为例,通过求解、仿真,证明该方法的有效性。  (3)针对时滞LPV系统,设计了输出反馈控制器。构造适当的参数相关Lyapunov-Krasovskii泛函,运用了Newton-Leibniz公式和自由权矩阵方法,给出了保守性小的时滞相关条件,并求解出相应的输出反馈控制器。最后,证明了基于动态输出反馈控制器的闭环系统渐近稳定性,且可满足不同的性能指标。以多胞型的时滞LPV系统为例,通过求解、仿真,验证了该方法的有效性。
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