非線性系統(tǒng)的模糊控制與網(wǎng)絡(luò)控制的研究.pdf

1、模糊控制一直被認(rèn)為是解決復(fù)雜非線性系統(tǒng)建模和控制問題的一種行之有效的方法．基于不同的模糊模型研究非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與控制器設(shè)計(jì)一直是模糊控制領(lǐng)域所關(guān)注的問題．而且對(duì)已有結(jié)果的不斷改進(jìn)和理論上的逐步完善也是近些年研究的熱點(diǎn)問題．另外，隨著工業(yè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的趨勢，將通訊網(wǎng)絡(luò)引入閉環(huán)系統(tǒng)，會(huì)給系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)帶來許多新問題．本文基于模糊雙曲正切模型(FHM)針對(duì)幾類非線性系統(tǒng)進(jìn)行了多種控制問題的研究．而且，分別基于T-S模糊模型和FHM研究

2、了非線性網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS)的魯棒控制問題.在非線性系統(tǒng)的控制與網(wǎng)絡(luò)控制方面，提供了新的結(jié)果與新的思路.文中主要基于Lyapunov理論和線性矩陣不等式(LMI)技術(shù)，其主要工作如下：
　　 1．針對(duì)一類連續(xù)非線性系統(tǒng)，研究了基于FHM的分析與設(shè)計(jì)問題.首先，在考慮逼近誤差和外部擾動(dòng)的情況下，設(shè)計(jì)了模糊雙曲型的H∞控制器．所得的結(jié)果可以方便的擴(kuò)展到帶有多胞不確定的系統(tǒng).然后，研究了基于FHM的積分滑?？刂茊栴}.提出的控制器能夠

3、保證系統(tǒng)的狀態(tài)軌跡在有限時(shí)間內(nèi)到達(dá)指定的滑模面并保持在它上面運(yùn)動(dòng)．
　　 2．針對(duì)一類連續(xù)非線性時(shí)滯系統(tǒng)，研究了基于時(shí)滯模糊雙曲正切模型(DFHM)的穩(wěn)定性分析和控制器設(shè)計(jì)問題．首先，建立未知連續(xù)非線性時(shí)滯系統(tǒng)的DFHM.其次，采用新穎的Lyapunov-Krasovskii泛函，給出了系統(tǒng)穩(wěn)定的判據(jù)．所得結(jié)果被分別擴(kuò)展到帶有多胞不確定和范數(shù)有界不確定的系統(tǒng)．然后，采用時(shí)滯獨(dú)立的Lyapunov泛函方法，給出了混合H2/H∞控制

4、器的設(shè)計(jì)方法．
　　 3．針對(duì)一類離散非線性系統(tǒng)，研究了基于FHM的分析與設(shè)計(jì)問題．首先，根據(jù)FHM的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分別為其設(shè)計(jì)了可靠保性能控制器，混合H2/H∞控制器和非脆弱保性能控制器.在設(shè)計(jì)過程中，把Lyapunov矩陣P由正定對(duì)角矩陣放寬到正定對(duì)角占優(yōu)矩陣，減少了設(shè)計(jì)的保守性，得到了較好的結(jié)果．
　　 4．研究了基于T-S模糊模型的非線性NCS的魯棒H∞控制問題.首先，用T-S模糊模型來描述一類帶有不確定的非線性被控

5、對(duì)象．其次，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，同時(shí)考慮網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)延時(shí)和丟包問題，設(shè)計(jì)的控制器保證了閉環(huán)NCS漸近穩(wěn)定并具有魯棒H∞性能．文中提出的最大允許控制間隔δ可以同時(shí)反映網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)延時(shí)和丟包問題.而且，在我們的方法中并不要求限定網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)延時(shí)必須小于一個(gè)采樣周期．
　　 5．采用基于模型的方法研究了一類非線性NCS的魯棒控制問題．首先，用T-S模型來描述一類帶有外部擾動(dòng)的非線性被控對(duì)象．其次，在控制器一端，設(shè)計(jì)模糊估計(jì)器(FE)用來估計(jì)被控對(duì)象的狀

6、態(tài).其目的在于減小系統(tǒng)的采樣頻率，從而有效的降低網(wǎng)絡(luò)通信的負(fù)擔(dān)．然后，使用FE的狀態(tài)來構(gòu)造控制信號(hào)，設(shè)計(jì)控制器參數(shù)使得閉環(huán)NCS漸近穩(wěn)定并具有魯棒H∞性能．
　　 6．針對(duì)一類連續(xù)非線性系統(tǒng)，研究了基于FHM的網(wǎng)絡(luò)控制問題．利用新的Lyapunov-Krasovskii泛函和新穎的處理時(shí)滯系統(tǒng)的技術(shù)，設(shè)計(jì)了狀態(tài)反饋控制器，給出了閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件.
　　 最后，指出了非線性系統(tǒng)模糊控制與網(wǎng)絡(luò)控制方法研究中一些存在的問