切换系统的观测器设计

讨论了切换系统的观测器设计．对于线性切换系统,在每个子系统能观的前提下,通过建立误差系统,在任意的切换信号下,都可找到观测器矩阵使其误差系统指数稳定．对于线性切换系统的扰动系统,当扰动项满足一定条件,在任意的切换信号下,同样可找到观测器矩阵使其误差系统指数稳定．     

基于LMI的离散时滞切换系统反馈镇定

针对一类子系统为离散时滞系统的切换系统，提出了一种系统稳定性与反馈镇定的控制方法.通过状态变量的转换，将时滞切换系统变为不含时滞项的切换系统.在系统中增加等式约束，将具有双线性矩阵不等式（BMI）形式的综合问题转换为线性矩阵不等式（LMI）的凸优化问题.在任意切换信号作用下离散线性切换系统渐近稳定理论基础上，以线性矩阵不等式形式给出了离散时滞切换系统渐近稳定的充分性条件，并且给出了切换系统状态反馈镇定和输出反馈镇定的控制器设计方法.两个数值算例结果表明，所设计控制方法是可行的，在控制方法的作用下，闭环系统是渐近稳定的.     

时滞离散切换系统基于观测器的输出反馈镇定

针对一类任意切换律下含有时滞的不确定离散切换系统,研究了其基于观测器的输出反馈鲁棒镇定问题.所考虑的系统不确定性是时变的,且满足范数有界条件.假定下一时刻要切换到的子系统可预先获得,给出了该含有时滞的离散切换系统状态观测器形式,通过构造增广系统,设计基于状态观测器的无记忆反馈控制器,以保证相应的增广闭环系统鲁棒渐近稳定.借助于Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式技术,给出了不确定切换系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件,并将该充分条件转化为一组线性矩阵不等式的可行性问题,同时给出相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器.最后通过一个数值算例验证了本文结果的有效性.     

含有微分代数子系统的混杂系统稳定性研究

针对目前广泛存在的微分代数混杂系统(DAHS)的一般模型,提出了包括稳定性和(大范围)渐近稳定性概念的稳定性理论框架.利用单李雅普诺夫(Lyapunov)函数和多李雅普诺夫函数工具,得出了在任意切换及慢切换条件下判断DAHS的稳定性及渐近稳定性的充分条件.尤其对仅包含线性微分代数子系统的混杂系统,还具体给出了其切换序列的选择办法,以使整个系统达到大范围渐近稳定.在一个包括两个线性微分代数子系统的DAHS实例中,用相关定理得出了切换序列的选择办法,使得整个系统稳定.     

切换广义系统的一类统一Lyapunov函数初探

切换系统作为混杂系统中的重要一类,已经进行了深入广泛的研究.本文通过构造一类统一Lyapunov函数的方法,研究切换线性广义系统的稳定性.首先构造了i∈{1,2}时的一个Lyapunov函数;并证明此Lyapunov函数是切换广义系统的一个统一Lyapunov函数;其次利用相似的构造方法推广到i∈{1,2,…,N}的情况,其中A_i,i∈{1,2,…,N}是状态矩阵且是可交换的;最后,给出了在任意切换律下使得该切换广义系统渐近稳定的充分条件.     

时滞离散切换系统基于观测器的输出反馈镇定

针对一类任意切换律下含有时滞的不确定离散切换系统，研究了其基于观测器的输出反馈鲁棒镇定问题，所考虑的系统不确定性是时变的，且满足范数有界条件．假定下一时刻要切换到的子系统可预先获得，给出了该含有时滞的离散切换系统状态观测器形式，通过构造增广系统，设计基于状态观测器的无记忆反馈控制器，以保证相应的增广闭环系统鲁棒渐近稳定，借助于Lvapunov函数方法和线性矩阵不等式技术，给出了不确定切换系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件，并将该充分条件转化为一组线性矩阵不等式的可行性问题，同时给出相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器．最后通过一个数值算例验证了本文结果的有效性。     

随机分布参数切换系统的输入输出有限时间稳定与镇定

本文研究了一类随机分布参数切换系统的输入输出有限时间稳定问题.首先,给出了系统在均方意义下输入输出有限时间稳定的概念.其次,通过利用分片Lyapunov-Krasovskii函数、平均驻留时间及线性矩阵不等式等工具,建立了随机分布参数切换系统输入输出有限时间稳定的充分条件;设计一个状态反馈控制器确保相应的闭环系统输入输出有限时间稳定,并以严格的数学推导加以证明.最后,通过两个仿真例子验证了所得结果的有效性.     

输入饱和非线性切换Hamilton系统镇定与H∞控制

研究了输入饱和非线性切换Hamilton系统在任意切换路径下镇定与H_∞控制问题。设计合适的状态反馈并提出充分条件,实现输入饱和非线性切换 Hamilton 系统的镇定问题。 设计系统的 H_∞控制器,进一步研究带外部干扰的输入饱和非线性切换 Hamilton 系统 H_∞控制问题,在该控制器作用下,系统存在外部干扰时,γ-耗散不等式成立,无外部干扰时,闭环系统全局渐近稳定。仿真实例验证了研究方法和结果的有效性。     

线性切换系统的状态观测器设计

目的提供线性切换系统的状态观测器设计思路和切换策略设计方案,提出保证误差系统渐近稳定的条件.方法利用单李雅普诺夫函数方法和多李雅普诺夫函数方法,同时,结合凸组合技术和线性矩阵不等式方法.结果设计出系统的状态观测器和相应的切换策略,进而得到了实现误差系统稳定的两个充分条件,并通过数值模拟、计算机仿真、数据处理、编程计算,进一步验证了笔者所设计方法的可行性和正确有效性.结论解决了单一观测器均不能保证误差系统稳定和有限多个备选观测器选择困难问题,从而为系统的设计提供了理论依据.     

一类不确定线性切换系统的二次鲁棒镇定

研究了一类不确定线性切换系统的二次鲁棒镇定问题。这类系统不仅包含不确定项,而且在输入通道中也包含不确定性。给出了这种不确定线性切换系统二次鲁棒镇定的充分条件。当某类矩阵是负定时在任意的切换策略下,可以保证系统的二次鲁棒镇定。     

逻辑切换控制网络的可控性和稳定性

研究了多值逻辑切换控制网络和混合值逻辑切换控制网络的可控性和稳定性。通过多值逻辑切换输入状态的关联矩阵,得到多值逻辑切换控制网络可控和稳定的充分必要条件。将多值的情况推广到了混合值,得到混合值逻辑切换控制网络可控和稳定的充要条件。结论可以用于多值逻辑切换系统和混合值逻辑切换系统可控性与稳定性的判别。     

一类切换系统的指数稳定性分析

利用向量投影理论讨论自治切换系统的指数稳定性．首先给出线性切换系统稳定充分条件，在一定条件下，可以推广到一类非线性系统而得到其稳定的充分条件．这种方法比一般的Lyapunov函数方法更容易应用．最后给出一个仿真例子对结论进行验证．     

The design of predictive control with characterized set of initial condition for constrained switched nonlinear system

Stabilization of the constrained switched nonlinear systems is an attractive research subject. Predictive control can handle variable constraints well and make the system stable. Its stability is typically based on an assumption of initial feasibility of the optimization problem; however the set of initial conditions, starting from where a given predictive formulation is guaranteed to be feasible, is not explicitly characterized. In this paper, a hybrid predictive control method is proposed for a class of switched nonlinear systems with input constraints and un-measurable states. The main idea is to design a mixed controller using Lyapunov functions and a state observer, which switches appropriately between a bounded feedback controller and a predictive controller, and to give an explicitly characterized set of initial conditions to stabilize each closed-loop subsystem. For the whole switched nonlinear system, a suitable switched law based on the state estimation is designed to orchestrate the transitions between the consistituent modes and their respective controllers, and to ensure the whole closed-loop system's stability. The simulation results for a chemical process show the validity of the controller proposed in this paper.     

具有确定切换序列约束的时滞切换系统预测控制

研究了一类切换顺序已知、输入受约束的时滞切换系统,提出基于椭圆集约束的模型预测控制。给出了切换系统的各子系统作用域二次型表示方法,以LMIs的形式给出了闭环时滞切换系统的稳定充分条件和预测控制器的设计方法,并且运用预测控制算法解决了系统的输入受约束的问题。通过仿真验证了该方法的有效性。结果表明,基于LMIs的时滞切换系统的模型预测控制易于求解,适于实际应用。     

Output Feedback Controller Design for Discrete-time Switched Singular Systems

This paper is concerned with the problems of robust admissibility and static output feedback （SOF） stabilization for a class of discrete-time switched singular systems with norm-bounded parametric uncertainties.The objective is to design a suitable robust SOF controller guaranteeing the regularity,causality and asymptotic stability of the resulting closed-loop system under arbitrary switching laws.Based on the basic matrix inequality sufficient condition for checking the admissibility of switched singular systems,together with some matrix inequality convexifying techniques,the SOF controller synthesis is developed for the underlying systems.It is shown that the controller gains can be obtained by solving a set of strict linear matrix inequalities （LMIs）.A simulation example is given to show the effectiveness of the proposed method.     

A necessary and sufficient stability criterion for networked predictive control systems

Stability of a networked predictive control system subject to network-induced delay and data dropout is investigated in this study. By modeling the closed-loop system as a switched system with an upper-triangular structure, a necessary and sufficient stability criterion is developed. From the criterion, it also can be seen that separation principle holds for networked predictive control systems. A numerical example is provided to confirm the validity and effectiveness of the obtained results.     

切换线性随机系统的指数稳定分析:多Lyapunov函数方法

考虑随机扰动对于切换系统稳定性的影响.我们推广多Lyapunov函数方法并利用噪声的统计性质建立几乎必然指数稳定的条件.进而,给出了子系统反馈控制器的设计条件以使闭环系统是几乎必然指数稳定的.最后,通过一个仿真算例验证了方法的有效性.     

基于切换多胞系统的高超声速飞行器鲁棒控制

为了解决高超声速飞行器的包线跨度大和包线范围内模型参数时变系统的稳定与镇定问题,提出一种新的基于切换多胞系统的鲁棒控制方法．将飞行器包线范围内的飞行动态建模为切换多胞系统,采用基于参数依赖多胞Lyapunov函数与平均驻留时间方法,给出了系统在参数任意快变下渐近稳定的控制器综合方法．仿真结果表明:控制器具有良好的响应特性,可实现对指令的精确跟踪．该控制方法可克服传统切换控制的控制量输出跳跃现象,有助于降低系统分析与设计保守性．