不确定正系统的鲁棒镇定性研究

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系统矩阵不确定和状态受限广泛地存在于现实系统之中,严重导致系统性能指标下降甚至破坏系统稳定性,同时也给系统稳定性分析和控制器设计带来了困难.另一方面,自然界物质大多以非负量形式存在,所以对具有非负状态变量的正系统其动力学性质的研究,特别是对系统不确定和状态受限正系统的鲁棒镇定问题的研究,具有十分重要的现实意义.因此,本文研究了两类不确定正系统在控制输入或状态受限下的鲁棒镇定问题,具体的研究工作如下:针对一类不确定连续正系统输入受限和状态受限的问题,提出鲁棒镇定方法.首先根据Metzler矩阵的性质,给出了一个确保不确定系统为正系统且状态有界的充要条件.同时基于正系统稳定性理论,进一步给出保证系统渐近稳定的另一个充要条件.然后利用线性规划方法导出输入受限和状态受限情况下的鲁棒状态反馈控制器.最后,通过仿真算例验证算法的有效性.针对一类不确定连续关联系统,提出了鲁棒镇定方法.首先通过矩阵变换,将关联系统转换为等价的一般连续系统进行稳定性分析,导出了保证闭环关联系统为正系统且渐近稳定的状态反馈控制器设计方法.进一步,基于鲁棒稳定性理论,给出了保证不确定关联系统为正系统且渐近稳定的充要条件,同时导出了闭环系统的鲁棒镇定方法.最后,仿真算例验证了该算法的有效性.
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