基于事件触发机制的线性切换系统输出调节问题

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切换系统是由有限个连续(或离散)的子系统和作用在其中恰当的切换信号组成.由于该系统可以对具有多模态或多控制器的复杂系统进行建模,已被广泛应用于通信、航天等领域中,成为控制领域中非常重要的研究课题.目前,关于切换系统的研究已经取得较为成熟的结果,但目前大部分结果都是基于数据非网络传输的情况,将网络化传输中的事件触发机制应用到切换系统中,结合二者优势,将会是一个既有意义又具有挑战的课题.此外,输出调节问题是控制理论与应用领域的核心问题之一.研究基于事件触发机制的线性切换系统的输出调节问题将具有广泛的实际应用价值.本文基于几类事件触发机制讨论了线性切换系统的输出调节问题,主要工作如下:首先,通过设计基于连续事件触发机制的状态反馈控制器,研究一类线性切换系统的输出调节问题.由于事件触发时刻与切换时刻相互混合,导致切换系统控制器的设计十分困难.通过给出事件触发机制、状态反馈控制器和满足平均驻留时间条件的切换信号联合设计的方案,求解线性切换系统输出调节问题.非共同坐标变换突破原有各子系统的调节器方程组具有共同解的限制.此外,为避免Zeno现象,给出相邻事件触发间隔时间存在一个正下界.最后,应用切换RLC电路系统仿真验证结论的有效性.其次,利用切换技术,研究网络化飞行控制系统的事件触发输出调节问题.提出一个在周期采样和连续事件触发机制之间切换的交替式事件触发机制.该机制不仅传输触发信息还有模态信息给控制器.同时考虑由于控制器模态和系统模态更新时间不匹配造成的异步切换.基于模态依赖平均驻留时间条件和交替式事件触发机制,设计由异步切换引起的切换信号.在输入时滞方法框架下通过构造多Lyapunov函数和设计一个误差反馈控制器,解决网络飞行控制系统的事件触发异步输出调节问题.最后,仿真结果应用到F-18飞机验证所提出方法的有效性.最后,研究存在通信时延和数据丢包的网络化切换系统的事件触发输出调节问题.提出在考虑网络时延和丢包情况下的交替式事件触发机制.由于基于事件触发机制进行传输的可测传输信息和模态信息及网络时延与丢包对切换系统的影响,造成异步切换发生.设计异步误差反馈控制器,从而相应的闭环系统被建模成时滞系统.结合模态依赖平均驻留时间条件设计切换信号,给出切换系统的事件触发输出调节问题可解的充分条件,同时给出最大允许连续丢包数.最后,仿真结果应用到F-18飞机模型验证所提出方法的有效性.
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