一类离散时间切换混杂系统鲁棒控制

由于切换规则的存在使得切换混杂控制系统的稳定性研究变得极为复杂,如何针对给定的系统设计适当的控制器和切换规则没有统一的方法.本文考虑一类线性不确定离散时间切换混杂系统的鲁棒二次镇定和渐近镇定问题.利用公共李雅普诺夫函数方法和多李雅普诺夫函数方法,分别设计了切换混杂系统鲁棒状态反馈控制器和鲁棒输出反馈控制器,保证了切换混杂系统的二次稳定性和渐近稳定性.仿真结果验证了所提算法的正确有效性.     

一类离散时滞切换系统的稳定性分析

对一类子系统含有离散时滞项的切换系统,研究了其渐近稳定的问题。通过引入一个矩阵,将受约束的二次型转换为不受约束的二次型,然后利用多Lyapunov函数法得出了这类切换系统渐近稳定的一个充分条件。最后通过一个仿真算例,验证了所得结论的正确性。     

离散时滞切换系统的无记忆状态反馈镇定

针对一类子系统为离散时滞系统的切换系统,研究了稳定性与无记忆状态反馈镇定问题．采用多李雅普诺夫函数法,首先以线性矩阵不等式形式给出了在任意切换信号作用下离散时滞切换系统渐进稳定的一个充分性条件;然后给出了系统无记忆状态反馈镇定的控制器设计方案,并将结果推广到不确定离散时滞切换系统;最后用仿真算例验证了所提出设计方案的可行性。     

一类非线性切换系统鲁棒H∞可靠控制

为了克服扰动与执行器故障对控制系统的影响，使系统具有抗干扰性和可靠性，针对一类不确定非线性切换系统，研究了在任意切换规则下鲁棒H∞可靠控制问题．首先，系统所有矩阵同时含有参数不确定性，并且系统也存在未知非线性扰动．当执行器存在故障时，基于线性矩阵不等式技术以及公共李亚普诺夫函数方法得到鲁棒H∞可靠控制器，使切换系统在任意切换律下全局二次稳定并且满足H∞性能指标．最后，通过求解凸优化问题得到了鲁棒H∞最优可靠控制器．仿真结果表明控制器在任意切换规则下是可行和有效的．     

参数不确定切换系统饱和控制器的随机梯度求解方法

针对一类各子系统执行机构均具有饱和特性的参数不确定线性切换系统,首先基于公共李雅普诺夫函数法给出了任意序列下稳定的状态反馈控制器设计方法,而后构造出用于求解饱和控制律的随机梯度算法．该算法依概率可收敛到一组可行解,数值例子表明了该算法的有效性．     

不确定非线性切换系统鲁棒容错H∞控制与仿真

为了克服外部扰动与执行器失效对切换系统的不良影响,使系统具有可靠性和抗干扰性,针对一类不确定非线性切换系统,研究了鲁棒容错H∞控制器设计与切换问题.假设系统中存在外部扰动,并且所有的矩阵同时带有未知、时变和范数有界的不确定性.当有执行器失效,并使得每个子系统均不能镇定的情况下,利用线性矩阵不等式技术和多李亚普诺夫函数法设计γ次优鲁棒H∞反馈容错控制器和切换策略,保证切换系统能全局二次稳定并且满足日∞性能指标,对得到的γ次优鲁棒H∞容错控制器进行优化,通过变量替换法获得了γ最优鲁棒H∞容错控制器.仿真结果表明,在执行器正常工作和一些执行器发生失效时,容错控制器和切换策略是有效的.     

切换拟对称组合系统的降阶方法及稳定性分析

切换拟对称组合大系统其结构上的特殊性,为这种切换系统的简化降阶提供了有效方法.从简化后的切换系统入手,可方便地研究原系统的稳定性问题:a)在任意切换律下,切换拟对称组合系统二次稳定;b)构造切换律,使切换拟对称组合系统二次稳定.最后,通过仿真验证文中结论的正确性.这对于某些实际问题,如大型电力供应系统、军事系统中的舰队护航、多直升机吊物系统及大范围动物种群生态系统等有着重要的理论与应用价值.     

线性切换容错控制系统稳定性的新判据*

研究了线性切换容错控制系统的稳定性问题。利用分段李雅普诺夫函数方法,结合梅茨勒矩阵的性质和矩阵不等式的分析技巧,得到了基于李雅普诺夫—梅兹勒线性矩阵不等式判定系统稳定的新结果。设计依赖于状态的切换规则便于计算、易于检验。最后利用MATLAB工具箱得到的仿真实例验证了本结果的可行性。     

具有预设性能的切换系统输出反馈自适应动态面控制

本文针对一类具有未建模动态和预设性能的输出反馈非线性切换系统,提出基于公共Lyapunov函数法的自适应输出反馈动态面控制方案.通过设计K滤波器和观测器估计不可测量的状态.引入动态信号处理动态不确定性.利用Nussbaum函数解决增益符号未知的问题.神经网络用于逼近由设计过程和理论分析所产生的未知连续函数.引入性能函数和误差转换器将预设性能控制问题转换为稳定性问题.通过适当选取切换子系统的初值,并利用动态面控制系统证明的特点,证明了闭环切换系统所有信号半全局一致终结有界.仿真例子验证了所提方案的有效性.     

切换非线性系统的输出反馈周期事件触发控制

本文针对一类在任意切换信号作用下的切换非线性系统, 研究了其输出反馈周期事件触发控制问题. 所考 虑的非线性系统采用非严格反馈形式且含有未知时变控制系数. 在本文中, 仅利用采样时刻的系统输出. 为了估计 系统的不可量测的状态, 基于采样的系统输出构造了降维状态观测器. 为了减少通信资源的利用, 提出了一种新的 输出反馈周期事件触发策略, 该策略包含仅利用事件触发时刻的信息构造的输出反馈事件触发控制器以及仅在采 样时刻间歇性监测的离散事件触发机制. 通过选取可容许的采样周期及合适的公共Lyapunov函数, 证明了闭环系统 在任意切换下全局渐近稳定. 最后, 通过将本文中所给出的控制方案应用到数值算例中验证了其有效性.     

切换线性时滞系统的稳定性判据

考虑了一类切换线性时滞系统的稳定性问题.基于Lyapunov函数方法和矩阵测度的概念,分别给出了切换系统时滞独立以及时滞依赖的渐近稳定性和指数稳定性判据,设计了相应的镇定切换律.最后,通过数值算例验证了所提算法的正确有效性.     

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.     

切换系统的二类共同Lyapunov 函数

研究切换系统的共同Lyapunov函数存在问题.对于一类正切换系统,给出了共同Lyapunov函数存在的充分条件.当系统矩阵集为二阶矩阵紧集时,给出了判断共同Lyapunov函数存在的方法,并给出了计算共同Lyapunov函数的算法.最后通过算例验证了所提出算法的有效性.     

切换系统进展

在过去30年中,控制界对切换系统的建模、分析、综合与控制的研究兴趣不断升高.本文的目的是对切换系统研究的近期发展作一个综述.主要论题包括:1)共同Lyapunov函数;2)切换系统镇定;3)切换系统能控性.最后对切换系统发展方向作一展望.另外,附录中给出一些相关的辅助知识.     

Backstepping design for global robust stabilisation of switched nonlinear systems in lower triangular form

This article deals with the global robust stabilisation for a class of switched nonlinear systems under arbitrary switchings. The system under consideration is in lower triangular form and contains uncertainty. Both common Lyapunov function and state feedback controller are simultaneously constructed by backstepping such that the closed-loop system is globally robustly asymptotically stable under arbitrary switchings. Lastly, the design method proposed is extended to the uncertain switched nonlinear systems in nested lower triangular form to solve the global robust stabilisation problem under arbitrary switchings. Two examples are given to show the effectiveness of the proposed methods.     

Full state constraints-based adaptive control for switched nonlinear pure-feedback systems

This paper investigates the problem of full state constraints-based adaptive control for a class of switched nonlinear pure-feedback systems under arbitrary switchings. First, the switched pure-feedback system is transformed into a switched strict-feedback system with non-affine terms based on the mean value theorem. Then, by exploiting the common Lyapunov function (CLF) method, the Barrier Lyapunov function method and backstepping, state feedback controllers of individual subsystems and a common Barrier Lyapunov function (CBLF) are constructed, which guarantee that all signals in the closed-loop system are global uniformly bounded under arbitrary switchings, and full state constraints are not violated. Furthermore, the tracking error can converge to a bounded compact set. Two examples, which include a single-link robot as a practical example, are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed design method.     

Two slow stabilizing switching laws for discrete time positive switched systems

On the basis of a linear copositive Lyapunov function (LF) and a diagonal quadratic LF, respectively, two slow stabilizing switching laws are proposed for discrete time positive switched systems composed of subsystems. Under these two stabilizing switching laws, the LFs are allowed to increase in state‐driven intervals while the stability of positive switched systems is maintained. In addition, it is shown that positive switched systems under these two slow switching laws are robust against certain classes of perturbations. Furthermore, when the states of the systems are not available, observer‐based stabilizing switching laws for positive switched systems are also proposed. Some numerical examples are finally given to illustrate the effectiveness of the proposed stabilizing switching laws. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

切换对称组合系统的稳定性

首次提出了切换对称组合系统的概念, 研究了此类系统在任意切换下渐近稳定的条件, 同时分别利用多李雅普诺夫函数方法和单李雅普诺夫函数方法, 给出使切换对称组合系统渐近稳定的切换律, 利用切换对称组合系统的结构特点, 使其切换律的设计条件得到简化.