區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)反饋控制研究.pdf

1、模糊控制可以處理復(fù)雜非線性系統(tǒng)，并已成功地應(yīng)用到了許多工業(yè)領(lǐng)域。T-S模糊模型是由非線性模糊權(quán)重將一系列線性子模型光滑連接而成的全局模型，它可以在凸緊集內(nèi)以任意精度逼近任意光滑非線性函數(shù)。近年來，基于T-S模型的非線性系統(tǒng)控制得到了極大地關(guān)注與發(fā)展。傳統(tǒng)的T-S模糊控制通常假定模糊權(quán)重不包含不確定性信息，進(jìn)而通過并行分布補(bǔ)償策略設(shè)計(jì)反饋控制器，在此基礎(chǔ)上，利用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論推導(dǎo)反饋控制器存在的充分條件。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，非線性系

2、統(tǒng)常常伴隨著不確定性，例如，具有不確定參數(shù)，包含不可測(cè)變量，以及/或具有未知擾動(dòng)。于是，當(dāng)用傳統(tǒng)的T-S模糊模型去表示具有參數(shù)不確定性的非線性系統(tǒng)，可能導(dǎo)致T-S模糊模型的模糊權(quán)重包含不確定性信息，此時(shí)并行分布補(bǔ)償策略將會(huì)失效。相對(duì)一型模糊集，二型模糊集具有更強(qiáng)的處理不確定性能力，將二型模糊邏輯推廣到T-S模糊模型會(huì)增強(qiáng)系統(tǒng)處理不確定性和非線性的能力。本論文利用區(qū)間二型T-S模糊模型表示具有參數(shù)不確定性的非線性系統(tǒng)，進(jìn)而設(shè)計(jì)區(qū)間二型模糊

3、反饋控制器，在此基礎(chǔ)上，利用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論推導(dǎo)控制器存在的充分條件。首先，提出了新的區(qū)間二型模糊狀態(tài)反饋控制方法，并且論文的結(jié)論比現(xiàn)有文獻(xiàn)的類似結(jié)果具有更少保守性。另一方面，實(shí)際系統(tǒng)的狀態(tài)通常無法直接量測(cè)，論文對(duì)輸出反饋控制進(jìn)行了深入研究，分別得到了靜態(tài)輸出反饋控制器、動(dòng)態(tài)輸出反饋控制器和基于觀測(cè)器的狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)算法。本論文的主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　提出了區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)的區(qū)間二型模糊域值切換控制方法。提

4、出的控制器依據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)值進(jìn)行切換，相對(duì)單一全局控制器，提出的控制器具有更強(qiáng)的補(bǔ)償非線性能力。通過考慮上、下隸屬函數(shù)的形狀信息，給出了保證閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的線性矩陣不等式條件。提出條件比文獻(xiàn)中存在條件具有更小的保守性。
　　提出了新的區(qū)間二型模糊狀態(tài)反饋控制器綜合區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)。通過使用模糊李雅普諾夫函數(shù)，給出了基于線性矩陣不等式的隸屬函數(shù)形狀依賴鎮(zhèn)定條件。將上、下隸屬函數(shù)微分信息整合到推導(dǎo)過程，獲得了比文獻(xiàn)結(jié)果更加放松的線

5、性矩陣不等式條件。
　　研究了區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)的靜態(tài)輸出反饋控制。通過使用普通二次李雅普諾夫函數(shù)，給出了基于線性矩陣不等式的隸屬函數(shù)形狀獨(dú)立鎮(zhèn)定條件。利用上、下隸屬函數(shù)的形狀信息，獲得了具有較少保守性的隸屬函數(shù)形狀依賴鎮(zhèn)定條件。在此基礎(chǔ)上，給出了區(qū)間二型模糊靜態(tài)輸出反饋H∞控制器的線性矩陣不等式設(shè)計(jì)方法。
　　研究了區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)輸出反饋H∞控制。為了獲得基于線性矩陣不等式的鎮(zhèn)定條件，將區(qū)間二型閉環(huán)系統(tǒng)表

6、示為開環(huán)廣義系統(tǒng)形式。通過李雅普諾夫穩(wěn)定性理論，給出了保證閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定且滿足給定H∞性能的隸屬函數(shù)形狀獨(dú)立鎮(zhèn)定條件。基于上、下隸屬函數(shù)交叉乘積的界信息，定義了松弛矩陣變量，從而獲得了更加放松的線性矩陣不等式條件。
　　研究了基于觀測(cè)器的區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)H∞控制。將區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)表示的被控對(duì)象，區(qū)間二型模糊觀測(cè)器，以及基于觀測(cè)器的區(qū)間二型模糊控制器連接形成區(qū)間二型模糊閉環(huán)系統(tǒng)。利用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論和矩陣不等式技