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模型不确定性和输入饱和特性广泛存在于各类控制系统中,并直接影响闭环系统动态特性,可能引起系统的响应退化、滞后、或者产生超调,甚至会造成系统不稳定。实际工程中,控制系统应该具有良好的暂态性能和稳态性能,并且对外部扰动具有强鲁棒性。因此,针对输入受限不确定线性系统的暂态性能和稳态性能以及鲁棒性能的综合控制研究具有非常重要的理论和现实意义。 在回顾和综述有限时间稳定控制、输入饱和控制和H∞控制的发展历程和研究现状后,同时考虑暂态性能以及稳态性能,重点对提高控制系统全过程性能进行系统的研究。主要研究内容如下: 首先,针对输入受限不确定线性系统,同时考虑其暂态性能和稳态性能,提出了混合稳定的概念和控制策略,使得闭环系统在满足给定的输入约束条件下,在给定的时间区间内有限时间稳定,在无穷时间区间上渐近稳定。 其次,针对输入受限不确定线性系统,提出了基于混合稳定性的H∞控制的概念和控制策略,使得闭环系统在满足给定的输入约束条件下内部混合稳定且从外扰到被控输出的L2增益小于给定正数γ。 再次,结合有限时间有界概念和暂态H∞性能约束指标提出了有限时间H∞控制的概念,使得闭环系统在满足给定的输入约束条件下有限时间有界且满足暂态H∞性能约束条件。 最后,将以上三种控制问题皆转化为线性矩阵不等式(LMI)约束的凸优化问题,基于Matlab/Simulink构建仿真平台,通过高超声速再入飞行器的数值仿真验证控制器设计方法的有效性。