模糊系統(tǒng)的廣義H2控制.pdf

1、模糊控制理論與方法是解決許多復(fù)雜非線性系統(tǒng)的有效控制方法之一，它已經(jīng)成為了當(dāng)前控制領(lǐng)域研究的核心課題之一.近年來(lái)，模糊控制理論與算法得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，并且成功地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、航天航空、軍事科學(xué)、生命科學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境等社會(huì)發(fā)展的方方面面.在模糊控制理論與方法之中，最常用的控制模型是T-S模糊模型，它的優(yōu)點(diǎn)在于進(jìn)行系統(tǒng)分析和控制器設(shè)計(jì)時(shí)，可利用一套系統(tǒng)化的方法來(lái)研究非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及控制器設(shè)計(jì)問(wèn)題.當(dāng)T-S模糊系統(tǒng)存在不確

2、定、混合時(shí)滯以及隨機(jī)干擾時(shí)，系統(tǒng)的性能往往會(huì)受到嚴(yán)重的影響，甚至使得系統(tǒng)不穩(wěn)定.本文以T-S模糊線性系統(tǒng)、T-S模糊雙線性系統(tǒng)、T-S模糊關(guān)聯(lián)大系統(tǒng)等為研究對(duì)象，在前人研究工作的基礎(chǔ)上，針對(duì)出現(xiàn)的新問(wèn)題，借鑒新的研究方法，解決了此類系統(tǒng)控制研究中的若干問(wèn)題。
　　針對(duì)公共Lyapunov函數(shù)的穩(wěn)定性理論在進(jìn)行模糊系統(tǒng)分析和控制器設(shè)計(jì)時(shí)具有較大的保守性問(wèn)題.本文通過(guò)設(shè)計(jì)幾種全新的Lyapunov函數(shù)和控制律，給出了更加寬松的穩(wěn)定性條

3、件，利用自由加權(quán)矩陣和松馳不等式來(lái)降低經(jīng)典LMI方法的保守性，并把其應(yīng)用于廣義H2輸出反饋控制問(wèn)題，取得了以下研究成果：
　　(1)考慮一類帶有無(wú)窮分布時(shí)滯的T-S離散模糊控制系統(tǒng)的廣義H2穩(wěn)定控制.分別采用分段Lyapunov函數(shù)方法和非二次Lyapunov函數(shù)方法，得到了保守性小的時(shí)滯依賴廣義H2穩(wěn)定的充分條件及分段非脆弱狀態(tài)反饋控制器和分段有記憶控制器的設(shè)計(jì)方法。
　　(2)基于分段Lyapunov函數(shù)方法，首先，研究

4、一類受干擾的不確定離散模糊雙線性時(shí)滯系統(tǒng)的廣義H2控制和魯棒廣義H2控制問(wèn)題，通過(guò)設(shè)計(jì)非脆弱分段狀態(tài)反饋控制器，使閉環(huán)系統(tǒng)在允許參數(shù)不確定范圍內(nèi)廣義H2穩(wěn)定；其次，考慮系統(tǒng)的狀態(tài)和輸出并不總是完全可測(cè)的，分別基于模糊雙線性觀測(cè)器給出了離散非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定化控制和離散非線性時(shí)滯系統(tǒng)的廣義H2穩(wěn)定策略，證明了閉壞系統(tǒng)穩(wěn)定的充分性條件，觀測(cè)器和控制器的設(shè)計(jì)可以通過(guò)序列線性規(guī)劃矩陣方法(SLPMM sequential linear progr

5、amming matrixmethod)求解得到。
　　(3)考慮在T-S模糊雙線性控制系統(tǒng)中存在隨機(jī)干擾，首先，基于分段Lyapunov函數(shù)方法，給出了T-S模糊雙線性隨機(jī)系統(tǒng)的均方穩(wěn)定性條件；其次，考慮系統(tǒng)狀態(tài)分別帶有時(shí)變時(shí)滯和無(wú)窮分布時(shí)滯，設(shè)計(jì)了模糊雙線性隨機(jī)系統(tǒng)的基于靜態(tài)輸出反饋控制器，給出了閉環(huán)系統(tǒng)時(shí)滯依賴均方穩(wěn)定的充分性條件.在Lyapunov函數(shù)的設(shè)計(jì)中考慮兩種時(shí)滯依賴的情況，并在推導(dǎo)過(guò)程中考慮了以往被忽略的有用項(xiàng)和

6、引進(jìn)自由加權(quán)矩陣，得到了新的保守性較小的時(shí)滯依賴廣義H2均方穩(wěn)定的條件。
　　(4)分析了T-S離散模糊雙線性關(guān)聯(lián)大系統(tǒng)的模糊穩(wěn)定控制問(wèn)題.首先結(jié)合關(guān)聯(lián)大系統(tǒng)與雙線性系統(tǒng)的特點(diǎn)，以雙線性系統(tǒng)作為模糊關(guān)聯(lián)大系統(tǒng)的局部模型，以一類離散T-S模糊雙線性關(guān)聯(lián)大系統(tǒng)為研究對(duì)象，通過(guò)設(shè)計(jì)廣義H2分散狀態(tài)反饋控制器，使閉環(huán)離散模糊雙線性關(guān)聯(lián)大系統(tǒng)廣義H2穩(wěn)定.利用SLPMM算法，提出基于LMI控制器的綜合設(shè)計(jì)方案，并在此基礎(chǔ)上考慮系統(tǒng)的到不確定