本文關(guān)鍵詞：基于T-S模型的非線性切換系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文針對(duì)一類狀態(tài)可測(cè)或不可測(cè)的非線性切換系統(tǒng)、非線性切換大系統(tǒng),應(yīng)用模糊T-S模型建模,基于平行分布補(bǔ)償算法,結(jié)合空間分割的思想、李雅普諾夫函數(shù)方法與線性矩陣不等式理論,研究了非線性切換系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析問(wèn)題。其具體內(nèi)容如下:(1)針對(duì)一類含有執(zhí)行器飽和且狀態(tài)不可測(cè)的非線性切換時(shí)滯系統(tǒng),利用模糊T-S模型進(jìn)行建模,設(shè)計(jì)狀態(tài)觀測(cè)器估計(jì)系統(tǒng)中的不可測(cè)狀態(tài),通過(guò)將飽和非線性反饋律轉(zhuǎn)換成凸組合的形式來(lái)解決飽和問(wèn)題,并基于平行分布補(bǔ)償算法,給出了模糊輸出反饋控制器的設(shè)計(jì)方法。結(jié)合空間分割思想和Lyapunov穩(wěn)定性理論,給出了切換律設(shè)計(jì)方案和使系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的矩陣不等式條件,證明了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,通過(guò)數(shù)值仿真和質(zhì)量彈簧阻尼系統(tǒng)的控制仿真研究驗(yàn)證了方法的有效性。(2)針對(duì)一類含有執(zhí)行器死區(qū)且狀態(tài)可測(cè)的非線性切換系統(tǒng),利用模糊T-S模型建模非線性切換系統(tǒng),將死區(qū)模型看成線性輸入和非線性特征項(xiàng)的疊加,進(jìn)而設(shè)計(jì)了魯棒模糊控制器消除死區(qū)非線性對(duì)受控系統(tǒng)的影響。通過(guò)單Lyapunov函數(shù)方法給出了切換律的設(shè)計(jì)方案,并將系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件轉(zhuǎn)化為求解線性矩陣不等式的形式,提出的控制方法不僅證明了閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定,而且在零初始條件下滿足∞H性能指標(biāo)。仿真結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了所提出魯棒控制方法的可行性。(3)針對(duì)一類含有執(zhí)行器故障且狀態(tài)不可測(cè)的非線性切換系統(tǒng),提出了自適應(yīng)輸出反饋容錯(cuò)控制方法。設(shè)計(jì)中,采用模糊T-S模型描述非線性切換系統(tǒng),在系統(tǒng)執(zhí)行器失效的情況下,設(shè)計(jì)了模糊增廣故障估計(jì)器估計(jì)系統(tǒng)故障和不可測(cè)狀態(tài),并在此基礎(chǔ)上給出了由模糊控制器和自適應(yīng)控制器組成的輸出反饋控制器,通過(guò)設(shè)計(jì)自適應(yīng)控制器補(bǔ)償系統(tǒng)的執(zhí)行器故障。最后使用凸組合技術(shù)構(gòu)造了典型的單Lyapunov函數(shù)和切換律,證明了閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定。仿真例子驗(yàn)證了所提方法的有效性和優(yōu)越性。(4)針對(duì)一類含有執(zhí)行器飽和且狀態(tài)可測(cè)的非線性切換大系統(tǒng),利用模糊T-S模型對(duì)其進(jìn)行描述,通過(guò)對(duì)狀態(tài)的橢球域約束,解除控制輸入的限制,進(jìn)而采用H矩陣法處理飽和非線性特征,并基于平行分布補(bǔ)償算法,設(shè)計(jì)了模糊分散控制器抑制輸入飽和對(duì)系統(tǒng)的影響。通過(guò)多Lyapunov函數(shù)方法和矩陣不等式方法,給出了切換律的構(gòu)造方案和模糊控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的理論判據(jù)及其證明方法,確保了閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定。仿真例子進(jìn)一步驗(yàn)證了所提出控制方法的可行性和有效性。(5)針對(duì)一類含有執(zhí)行器死區(qū)且狀態(tài)不可測(cè)的非線性切換大系統(tǒng),建立了模糊狀態(tài)估計(jì)方法。在處理死區(qū)故障時(shí),將死區(qū)分解成輸入信號(hào)的線性和非線性兩部分,克服死區(qū)未知因素對(duì)系統(tǒng)的影響,并在模糊T-S模型的理論框架下,提出了基于觀測(cè)器的模糊輸出反饋分散控制設(shè)計(jì)方法。基于多Lyapunov函數(shù)方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析,使系統(tǒng)在所設(shè)計(jì)的切換策略下漸近穩(wěn)定,通過(guò)求解線性矩陣不等式,得出模糊控制系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的充分條件。數(shù)值仿真研究進(jìn)一步驗(yàn)證了提出控制方法的有效性和優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：模糊T-S模型 非線性切換系統(tǒng) 狀態(tài)觀測(cè)器 模糊控制器 穩(wěn)定性條件
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O231
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-16
• 1.1 選題的背景和意義11
• 1.2 模糊T-S模型簡(jiǎn)介11-12
• 1.3 基于T-S模型的非線性切換系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 論文的主要工作15-16
• 2 含有執(zhí)行器飽和的切換模糊時(shí)滯系統(tǒng)的輸出反饋控制16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 系統(tǒng)描述16-17
• 2.3 模糊控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析17-23
• 2.4 仿真研究23-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 含有執(zhí)行器死區(qū)的切換模糊系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性32-41
• 3.1 引言32
• 3.2 系統(tǒng)描述32-34
• 3.3 模糊控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析34-37
• 3.4 仿真研究37-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 4 含有執(zhí)行器故障的切換模糊系統(tǒng)的自適應(yīng)容錯(cuò)控制41-52
• 4.1 引言41
• 4.2 系統(tǒng)描述41-43
• 4.3 模糊控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析43-47
• 4.4 仿真研究47-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 5 含有執(zhí)行器飽和的切換模糊大系統(tǒng)的分散控制52-61
• 5.1 引言52
• 5.2 系統(tǒng)描述52-53
• 5.3 模糊控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析53-56
• 5.4 仿真研究56-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 6 含有執(zhí)行器死區(qū)的非線性切換大系統(tǒng)的分散控制61-74
• 6.1 引言61
• 6.2 系統(tǒng)描述61-63
• 6.3 模糊控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析63-68
• 6.4 仿真研究68-73
• 6.5 本章小結(jié)73-74
• 7 結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀碩士期間參與科研項(xiàng)目及發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況79-80
• 致謝80

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