基于事件触发的切换系统控制研究

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在实际工程中,现代计算机通信和信号处理技术迅猛发展,网络化系统能够实现系统的远程控制和检测并且有效地提高了控制系统的灵活性和可靠性。由于事件触发采样机制具有降低冗余采样或数据传输以及传感器节点能量损耗方面的优势,将事件触发机制和网络化系统相结合的控制策略势在必行。本文将引入双边事件触发机制,对多种切换系统的稳定性展开研究,包括带有双边事件触发的切换系统有限时间控制问题、带有双边事件触发的切换系统有限时间H∞控制问题、带有双边事件触发的不确定切换系统H∞控制问题,以及带有双边事件触发的不确定切换系统有限时间H∞控制问题,具体研究内容介绍如下:首先,对带有双边事件触发的切换系统进行研究,讨论线性切换系统有限时间问题。分别根据切换系统的输出信号和控制器的输出信号设计了两个事件触发器的触发条件,依赖闭环误差切换系统建立满足有限时间有界和输入-输出有限时间稳定性的判据。通过使用线性矩阵不等式工具箱对这两个判定条件进行求解,得到状态反馈控制器和全维观测器的控制参数。最后,通过在MATLAB/Simulink中进行数值仿真,对设计方案进行验证。其次,对带有双边事件触发的切换系统,讨论了其有限时间H∞控制问题。依赖闭环误差切换系统建立满足有限时间有界性判据,并且探讨系统是否存在H∞性能指标,通过使用线性矩阵不等式工具箱对这两个判定条件进行求解,得到状态观测器和状态反馈控制器的控制参数。最后,通过在MATLAB/Simulink中进行数值仿真,对设计方案进行验证。再次,针对不确定切换系统,研究了双边事件触发H∞控制问题。将不确定切换系统的控制输入、测量输出信号与事件触发条件相融合,得到新的控制输入和测量输出信号。将闭环系统建模成具有状态时滞的不确定时滞切换系统,利用李雅普诺夫函数法和平均驻留时间法,得到闭环不确定时滞系统指数稳定且存在H∞扰动衰减指标,并且给出了状态反馈控制器基于线性矩阵不等式(LMIs)的设计方法。最后,通过在MATLAB/Simulink中进行数值仿真,对设计方案进行验证。最后,针对不确定时滞切换系统,研究了其有限时间H∞控制问题。在两个事件触发器的作用下,利用平均驻留时间方法,得到了闭环时滞不确定切换系统满足有限时间有界并存在H∞扰动衰减指标的判定条件。然后,将判定条件转化为可以通过LMIs求解的线性的矩阵不等式,得到控制器和观测器的设计方法。最后,通过在MATLAB/Simulink中进行数值仿真,对设计方案进行验证。
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