一類非線性切換系統(tǒng)的分析與控制.pdf

1、切換系統(tǒng)是一類重要的混雜系統(tǒng)，是指由一組連續(xù)或離散動態(tài)子系統(tǒng)組成，并按某種切換規(guī)則在各子系統(tǒng)間切換的動力系統(tǒng)。切換控制在很多實際系統(tǒng)中得到了應用，包括：汽車引擎轉矩控制系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)，網絡控制系統(tǒng)等。切換系統(tǒng)的研究具有很重要的應用價值和理論意義。本文研究了非線性切換系統(tǒng)穩(wěn)定性分析，控制器設計與觀測器設計的若干問題，主要內容如下： (1)利用平均駐留時間法給出含擾動非線性切換系統(tǒng)穩(wěn)定或有界的充分條件，當系統(tǒng)含有不穩(wěn)定子系統(tǒng)時

2、，證明了當切換規(guī)則滿足一定條件時，仍能保證系統(tǒng)穩(wěn)定或有界。 (2)提出了動態(tài)駐留時間方法。該方法能夠在線計算出每個切換時刻的駐留時間，給出了在線計算每個切換時刻駐留時間的關系式，降低了以往駐留時間方法的保守性，并將結論推廣到了含不穩(wěn)定子系統(tǒng)的切換系統(tǒng)中。 (3)使用控制Lyapunov函數(shù)法設計了一類平均駐留時間已知的非線性切換系統(tǒng)的鎮(zhèn)定控制器。若系統(tǒng)含有擾動，使用控制Lyunov函數(shù)法設計的控制器能保證系統(tǒng)對擾動輸入-

3、狀態(tài)穩(wěn)定。 (4)運用動態(tài)駐留時間法與控制Lyapunov函數(shù)法設計了切換序列已知的非線性切換系統(tǒng)的鎮(zhèn)定控制器，并將該方法推廣到了含不可鎮(zhèn)定子系統(tǒng)的切換系統(tǒng)中。 (5)運用反步法與多Lyapunov函數(shù)法設計了子系統(tǒng)是純反饋非線性系統(tǒng)的切換系統(tǒng)的反饋控制器與切換規(guī)則，并推廣到系統(tǒng)含不確定項的情形中。 (6)給出了具有一致標準形的單輸入單輸出非線性切換系統(tǒng)輸出與擾動解耦的充要條件，進一步給出了干擾可測并能用于控制器