不确定切换时滞非线性系统状态切换的指数稳定性

利用状态依赖控制策略对切换信号进行设计,使得一类参数不确定时滞非线性切换系统指数稳定且具有一定的??∞抗干扰性能。利用Lyapunov-Krasovskii (LK)函数方法,以线性矩阵不等式组的方式,给出了稳定切换律存在的充分条件,并且该系统是指数稳定的。通过引入自由矩阵并结合积分不等式技巧,得到了保守性较低的稳定性条件。仿真算例表明了所提出方法的有效性和较低的保守性。     

分数阶时变切换系统有限时间异步控制

针对一类时变切换系统,当考虑子系统具有分数阶（Fractional Order）特性时,提出了一种基于模型依赖平均驻留时间方法的有限时间稳定性条件及异步切换控制策略.借助于Caputo分数阶导数引理和切换Lyapunov函数,利用矩阵不等式技术提出了分数阶时变切换系统有限时间稳定的充分条件.将有限时间稳定的结果进一步推广到有限时间有界的情形,利用平均驻留时间思想提出了分数阶时变切换系统有限时间有界的充分条件,基于该条件设计了系统的异步切换控制器.所给出的设计方法将系统异步切换控制问题转化为矩阵不等式组的求解问题.通过数值仿真验证了所提控制方法的有效性.     

基于预设性能的非仿射非线性系统自适应有限时间控制

针对一类具有死区的非仿射非线性系统,将预设性能控制与有限时间控制相结合,提出一种具有预设性能的自适应有限时间跟踪控制方法.基于Backstepping技术、模糊逻辑系统及有限时间Lyapunov稳定理论,给出使系统半全局实际有限时间稳定(semi-globally practically finite-time stable,SGPFS)的充分条件和设计步骤.该控制策略不仅使系统的输出误差在有限时间内收敛到一个预先设定区域,同时保证其收敛速度、最大超调量和稳态误差均满足预先设定的性能要求.最后通过仿真示例验证了所提出设计方法的有效性.     

离散线性切换系统的一致有限时间稳定分析和反馈控制及其在网络控制系统中的应用

研究了一类离散线性切换系统的一致有限时间稳定性分析和反馈镇定．基于线性矩阵不等式技术,给出了在任意切换信号作用下,离散线性切换系统有限时间稳定和有限时间有界的充分条件,并给出了离散线性切换控制系统一致有限时间状态反馈控制器的设计方法．将上述分析结果应用于一类丢包有界的网络控制系统,得到了保证其有限时间稳定的反馈控制器．最后,通过两个数值仿真例子验证了所提方法的有效性．     

异步时滞切换正系统的有限时间镇定

研究异步切换下时滞切换正系统的有限时间控制问题,即针对控制器切换滞后于子系统切换形成的异步现象,基于平均驻留时间切换方法对切换正系统开展有限时间镇定研究.首先,将每个正子系统运行的区间划分为子系统与控制器匹配和失配区间,并构造多余正Lyapunov-Krasovskii泛函;其次,基于有限时间稳定理论,实现平均驻留时间切换律及异步时滞切换正系统有限时间镇定控制器的联合设计,并给出连续时间和离散时间两种情形下系统有限时间镇定的充分条件;最后,通过两个仿真例子验证所提出方法的有效性.     

切换非线性正系统的有限时间稳定性

研究模型依赖平均驻留时间(MDADT)切换信号下一类齐次度为1的切换非线性正系统的有限时间稳定问题.首先,通过构造恰当的切换最大分离Lyapunov函数,借助于Dini导数,基于MDADT切换信号,给出切换非线性正系统有限时间稳定的充分条件.与已有的指数稳定性结果相比,进一步说明有限时间稳定与指数稳定的区别.其次,将所得结论应用于切换线性正系统,得到切换线性正系统在MDADT或平均驻留时间(ADT)切换信号下有限时间稳定的充分条件.最后,通过仿真算例验证所得结论的有效性.     

时变时滞连续切换奇异系统的一致有限时间稳定分析

讨论一类含有时变时滞的连续时间切换奇异系统的一致有限时间稳定、有限时间有界和状态反馈镇定问题. 在给定任意的切换规则下, 运用多Lyapunov 函数和平均驻留时间方法设计使得闭环系统一致有限时间稳定和有限时间有界的状态反馈控制器, 同时给出基于线性矩阵不等式表示的控制器存在的充分条件. 最后通过数值算例表明了所提出方法的合理性和有效性.

     

一类脉冲切换系统的有限时间稳定性

针对一类具有脉冲现象的非线性切换系统,提出了一种基于有限时间稳定lyapunov函数技术和多Lyapunov函数技术相结合的有限时间稳定性分析方法。该方法首先将非线性系统的有限时间稳定性的概念推广到所考虑的脉冲切换系统。然后,利用有限时间Lyapunov函数技术,确保各个子系统达到有限时间稳定。进一步,给出一个有限时间稳定的非线性比较系统。通过多Lyapunov函数技术,保证原系统的Lyapunov函数值不超过比较系统的状态值,由此得到原脉冲非线性切换系统有限时间稳定的充分条件。最后,一个数值例子说明文中方法的有效性。本文所得的研究结果能应用于生产线控制,交通管理,网络控制等实际系统。     

离散多平衡点正切换系统有限区间稳定与镇定

在切换事件中,外界环境的干扰或者事物自身的发展变化会导致多平衡点现象.此时,多平衡点切换系统模型比传统的切换系统模型更适合描述此类事件.因此本文研究离散多平衡点正切换线性系统在有限时间区间上的稳定性与镇定性.第1,给出离散多平衡点线性切换系统为正的充要条件.第2,提出离散多平衡点正切换线性系统在有限时间区间上稳定的概念.第3,通过构造合适的Lyapunov函数以及合理分配系统的驻留时间与切换次数,针对部分子系统不稳定的离散多平衡点正切换线性系统,建立所考虑的自治系统有限时间稳定的充分条件.第4,给出非自治多平衡点正切换线性系统的控制器设计.最后,仿真例子验证理论结果的正确性.     

切换线性系统稳定性研究进展

切换线性系统的稳定性分析和稳定化设计是近年来研究的热点.为此,对近期关于这一问题研究所得到的主要成果进行综述.首先给出任意切换以及带约束切换两种情况下系统稳定性分析的主要结论;然后给出切换线性系统稳定化中的主要方法;最后简要概述目前切换系统的实用稳定性和有限时间稳定性问题,并就这一领域今后的发展方向进行了展望.     

基于模型依赖平均驻留时间的线性切换系统有限时间??∞ 控制

针对一类具有有界干扰的线性切换系统研究其有限时间鲁棒控制问题。基于模型依赖平均驻留时间,提出了系统有限时间有界且具有H∞性能指标的充分条件,与传统方法中系统具有单一平均驻留时间不同,各切换子系统具有各自的平均驻留时间,因而降低了设计的保守性。进一步,将切换系统的有限时间状态反馈控制器设计转化为具有线性矩阵不等式约束的优化问题。数值算例和仿真对比表明,所提出的方法增加了切换律设计的自由度。     

时滞系统的输出反馈滑模控制的一种奇异系统方法

利用一种奇异系统方法讨论了时滞系统的输出反馈滑模控制问题. 时滞系统的非线性项满足范数有界约束.首先,将滑动模态与线性切换面作为一个奇异时滞系统,基于奇异时滞系统的稳定性理论, 给出滑动模态稳定及切换面存在的线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)充分条件.然后,给出使得系统闭环渐近稳定的静态输出反馈滑模控制器的设计方法,此控制器保证闭环 系统有限时间到达切换面.最后,用数值算例验证本文方法的有效性和正确性.     

异构多智能体系统有限时间一致性分析

研究二阶智能体速度不可测情况下由一阶和二阶智能体构成的异构多智能体系统有限时间一致性问题。在固定拓扑结构下,给出了异构系统实现一致性的控制协议,通过LaSalle不变集原理和齐次控制方法得到了异构系统有限时间一致性的充分条件;在切换拓扑结构下,给出了异构系统一致性的控制协议,得到了异构系统有限时间一致性的充分条件。仿真结果验证了相关结果的有效性。     

一类线性离散切换系统的迭代学习控制

考虑具有任意切换序列线性离散切换系统的迭代学习控制问题. 假设切换系统在有限时间区间内重复运行, P型ILC算法可实现该类系统在整个时间区间内的完全跟踪控制. 采用超向量方法给出了算法在迭代域内收敛的条件, 并在理论上分析了的收敛性. 仿真示例验证了理论的结果.     

自主式智能体有限时间停车问题及控制策略设计

提出自主式智能体在有限时间内的停车控制问题.基于极坐标系下自主式智能体的非线性运动模型,将智能体运动控制系统分解为原地转动的线性系统和直线运动、转动结合的弱非线性系统两种形式.利用 Lyapunov 设计方法,得到在有限时间内智能体到达给定停车区域的切换控制律,并给出到达给定区域所需时间的估算公式.仿真算例表明了所提出控制方法的有效性.     

一类非线性系统的动态反馈有限时间饱和镇定

本文针对一类作线性系统在输入饱和下的有限时间动态反馈镇定问题进行了讨论,提出了一种切换控制策略.通过有限次切换将复杂非线性系统分成不同的简单子系统,使得在每一步切换控制中,状态收敛到所给位置或平衡位置的时间是有限的,且每步的控制器均满足饱和条件.最后给出了一个例子并设计了其有限时间饱和镇定控制器,仿真实验验证了所设计控制器的有效性.     

具有有限时间输出约束的切换非线性时滞系统的多维泰勒网自适应控制

研究一类具有有限时间输出约束的切换非线性时滞系统的控制器设计问题.为了在有限时间将输出跟踪误差限制在预定边界内,引入一种改进的有限时间性能函数(FTPF).在控制器的设计过程中,利用障碍Lyapunov函数来解决输出约束问题.然后,将多维泰勒网(MTN)的逼近特性与自适应反步技术相结合,提出一种新的自适应MTN控制方法.在该方法中,通过设计Lyapunov-Krasovskii泛函,使得存在时滞的情况下,仍然能够保证切换系统的稳定性.最后,通过仿真实例表明所提出设计方案的有效性和实用性.     

切换系统激活模式辨识和有限时间状态估计北大核心CSCD

针对一类具有未知输入的不确定线性切换系统,考虑并利用有限时间观测器解决其激活模式辨识和有限时间状态估计问题。首先,利用状态和输出变换得到解耦未知输入的降维切换系统。其次,为每一个降维子系统设计一个对应的有限时间观测器,并对降维系统与观测器系统输出的残差范数进行最小化,从而提出一种激活模式辨识的方法。然后,通过有限时间观测器设置任意小的时间参数,实现了对降维解耦切换系统的有限时间状态估计,同时利用状态等价变化的方法得到原系统的有限时间状态估计。最后,通过MATLAB仿真验证了所提方法的可靠性。     

非线性切换系统基于观测器的容错控制器设计

针对一类具有执行器故障的非线性切换系统,研究基于系统状态估计和故障重构的容错控制问题.首先,在具有平均驻留时间(ADT)的切换信号下,设计一种切换PI观测器作为状态-故障估计器,以达到对系统状态和故障同时渐近估计的目的;其次,基于线性矩阵不等式,给出非线性切换系统观测器存在的充分条件;再次,基于PI观测器给出的状态和故障估计,提出一种非线性切换系统的容错控制器设计方法;最后,以一个电子电路为仿真实例进行分析,验证了所提出方法的可行性和适用性.     

基于局部交叠异步切换的网络控制系统故障检测

针对存在时变短时延和丢包的网络控制系统故障检测问题,将非线性对象建模为线性切换系统.考虑工程中存在的局部交叠切换律,将切换系统划分为若干局部交叠切换于系统.同时,考虑滤波器切换滞后引起的异步切换问题,进一步将系统增广为局部交叠异步切换系统.在此基础上,结合公共Lyapunov函数和平均驻留时间方法,以LMI形式给出检测滤波器设计方法.最后,通过某网络化飞行器的全包线飞行验证了所提出方法的有效性.