基于T-S模糊模型的非線性系統(tǒng)的分析與控制研究.pdf

1、模糊控制作為一種有別于傳統(tǒng)控制理論的控制方法，能充分應(yīng)用控制專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，處理那些定義不完善或難以精確建模的復(fù)雜過(guò)程，并具有相當(dāng)?shù)聂敯粜?，在具有相關(guān)特點(diǎn)的控制領(lǐng)域表現(xiàn)出了其極大的優(yōu)勢(shì)，特別適用于非線性、時(shí)變、大滯后系統(tǒng)的控制。模糊系統(tǒng)理論的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容就是它的穩(wěn)定性與控制問(wèn)題。日本學(xué)者Takagi和Sugeno在1985年提出的Takagi-Sugeno（T-S）模糊模型，為模糊系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與控制綜合提供了系統(tǒng)化的框架，使模

2、糊系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和控制器設(shè)計(jì)上升到了新的理論高度。對(duì)于非線性系統(tǒng)的不同區(qū)域的動(dòng)態(tài)，可以利用T-S模糊模型建立局部線性模型，然后把各個(gè)局部線性模型用隸屬函數(shù)連接起來(lái)，得到整體的模糊非線性模型。進(jìn)而，基于此模型進(jìn)行系統(tǒng)的定性分析及控制設(shè)計(jì)。 本文通過(guò)使用Lapunov函數(shù)方法、線性矩陣不等式（LMI）方法和并行分布補(bǔ)償（PDC）方法，分析研究了T-S模糊系統(tǒng)分別在非時(shí)滯、時(shí)滯和不確定性情形下的穩(wěn)定性問(wèn)題及H∞控制問(wèn)題，導(dǎo)出了相應(yīng)的

3、穩(wěn)定性條件及H∞控制器的設(shè)計(jì)方法。主要工作包括以下幾個(gè)方面： 1）針對(duì)連續(xù)變時(shí)滯T-S模糊系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性問(wèn)題，導(dǎo)出了系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件，該條件以LMI的形式表示，并據(jù)此給出了模糊控制器的設(shè)計(jì)方法。 2）針對(duì)離散T-S模糊系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題及H∞控制問(wèn)題，給出了系統(tǒng)穩(wěn)定且滿足H∞性能指標(biāo)的充分條件，并將該問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)具有LMI約束的優(yōu)化問(wèn)題，據(jù)此給出了模糊控制器的設(shè)計(jì)方法。 3）針對(duì)離散時(shí)

4、滯T-S模糊系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題及H∞控制問(wèn)題，給出了系統(tǒng)穩(wěn)定且滿足H∞性能指標(biāo)的充分條件，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的H∞控制器。 4）針對(duì)離散時(shí)滯不確定T-S模糊系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題及H∞控制問(wèn)題給出了系統(tǒng)穩(wěn)定且滿足H∞性能指標(biāo)的充分條件，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的H∞魯棒控制器。 5）選擇了若干典型實(shí)例，對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明本文所給出的條件和方法是有效的，并進(jìn)一步將本文的結(jié)論與現(xiàn)有其他文獻(xiàn)結(jié)論進(jìn)行比較，結(jié)果