非线性不确定中立型系统的鲁棒H∞ 控制
赵中华1,王岩青2,杨战民3
1.南京财经大学应用数学学院,江苏南京
2.解放军理工大学理学院,江苏南京
3.南京工业职业技术学院科技处,江苏南京
摘 要:考虑系统外界干扰、系统参数摄动等非线性扰动环节对中立型时滞系统的H∞ 影响,提出基于Lyapunov稳定性理论的鲁棒H∞ 控制器的设计思想。利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了该类具有状态非线性不确定性中立型时滞系统的鲁棒H∞ 控制器的设计实例。在非线性不确定函数满足增益有界的条件下,得到了该类时滞系统满足鲁棒H∞ 性能的一个充分条件。通过求解一个线性矩阵不等式LMI,即可获得鲁棒H∞ 控制器。仿真结果表明了基于Lyapunov稳定性理论,LMI技术设计的控制器克服了系统外界非线性干扰或系统本身非线性参数摄动的影响,实现了闭环系统的H∞ 性能条件下的渐近稳定,满足了该系统鲁棒H∞ 控制的要求。
关 键 词:中立系统;时滞;非线性不确定性;线性矩阵不等式;H∞控制
引 言
随着控制理论在实际中的应用和相关理论的发展,不确定中立型时滞系统作为其一个重要的分支也取得了重大突破[13].特别是韩国学者Lee于1994年基于状态空间模型,提出了时滞系统的H∞控制,开辟了时滞系统鲁棒控制的新篇章。因为中立时滞的存在往往导致系统的不稳定和性能指标的退化,所以控制系统使其稳定并且满足H∞ 性能成为热点问题。根据Lyapunov稳定性理论,采用LMI方法,即可求出相应的状态H∞ 反馈控制器。在实际工程中有许多系统是中立型的,例如,喷气式飞机涡轮发动机系统,传输性问题中电压和电流的变动模型,附着在弹性条上的震动体模型等。因此,探讨中立型系统的鲁棒性有重要的理论价值和应用前景。本文将系统稳定性性能指标和H∞ 性能指标相结合,提出并求解非线性不确定中立系统的H∞ 控制问题,实质上是对文献[45]的推广。本文采用LMIs方法求出相应的状态反馈控制器,保证闭环系统的稳定性。
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