基于輸入延遲方法的采樣控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著微電子技術(shù)和數(shù)字信號(hào)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到國(guó)計(jì)民生、國(guó)防建設(shè)以及科學(xué)實(shí)驗(yàn)等各個(gè)領(lǐng)域，因此，計(jì)算機(jī)控制便成為自動(dòng)控制領(lǐng)域的一項(xiàng)核心技術(shù)，而采樣控制理論是計(jì)算機(jī)控制的理論基礎(chǔ)，最關(guān)鍵的問(wèn)題就是采樣控制器的設(shè)計(jì)問(wèn)題。實(shí)際系統(tǒng)通常是非常復(fù)雜的，可能出現(xiàn)“不確定性”、“無(wú)窮維”、“非線性”、“隨機(jī)性”、“強(qiáng)耦合”等多種復(fù)雜特性的組合，連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)共存是采樣控制系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)，同時(shí)也是采樣系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)面臨的一個(gè)難點(diǎn)。

2、目前，采樣控制器的設(shè)計(jì)方法多為提升技術(shù)法和跳變系統(tǒng)方法，本文是采用輸入延遲方法研究采樣控制問(wèn)題，對(duì)時(shí)域狀態(tài)空間模式下采樣系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性和魯棒控制器設(shè)計(jì)以及保成本控制等問(wèn)題進(jìn)行了一些深入的研究，在輸入延遲方法的框架下，將采樣控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為具有輸入延遲的連續(xù)系統(tǒng)。在參考、總結(jié)和學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外已有的研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的需要，運(yùn)用保成本控制理論、采樣控制理論、李亞普諾夫穩(wěn)定性理論和線性矩陣不等式(LinearMatrixInequal

3、ities)方法，本論文系統(tǒng)深刻地研究了保成本采樣控制，指數(shù)穩(wěn)定性采樣控制和隨機(jī)采樣控制等問(wèn)題。具體工作可概括如下:
　　 一、研究了一類不確定時(shí)滯線性系統(tǒng)的保成本采樣控制問(wèn)題。系統(tǒng)的不確定性為范數(shù)有界不確定性，通過(guò)輸入延遲方法，將采樣控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為具有時(shí)變延遲的連續(xù)系統(tǒng)，應(yīng)用Lyapunov穩(wěn)定理論和LMI方法討論并提出了不確定時(shí)滯線性系統(tǒng)的魯棒保成本采樣控制器存在的充分條件和控制器的設(shè)計(jì)方法。閉環(huán)系統(tǒng)是魯棒漸近穩(wěn)定的，成本性

4、能函數(shù)小于給定的上界，并且，通過(guò)求解一個(gè)滿足線性矩陣不等式約束條件的凸優(yōu)化問(wèn)題來(lái)設(shè)計(jì)最優(yōu)保成本采樣控制器，以使得閉環(huán)系統(tǒng)的成本最小化;
　　 二、研究了一類范數(shù)有界不確定非線性時(shí)變延遲系統(tǒng)的保成本采樣控制問(wèn)題。基于Lyapunov穩(wěn)定理論，利用輸入延遲方法以LMI的形式提出了不確定非線性時(shí)變延遲系統(tǒng)的保成本采樣控制器存在的充分條件和控制器的設(shè)汁方法，同時(shí)提出了魯棒最優(yōu)保成本采樣控制器的設(shè)計(jì)方法，仿真算例說(shuō)明了所提方法的有效性;<

5、br>　　 三、研究了不確定系統(tǒng)的指數(shù)穩(wěn)定性問(wèn)題。通過(guò)Lyapunov穩(wěn)定理論，在輸入延遲方法的框架下，以LMI的形式提出了系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定的充分條件，數(shù)值算例說(shuō)明了所提方法的有效性;
　　 四、分別討論了常采樣和變采樣兩種情況，基于輸入延遲方法，以LMI的形式提出了系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定的充分條件，數(shù)值算例說(shuō)明了所提方法的有效性;
　　 五、考慮采樣區(qū)間具有已知上界的非線性時(shí)滯系統(tǒng)，分別討論了常采樣和變采樣兩種情況下的采樣控制問(wèn)題