多时滞离散时间系统跟踪控制

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时滞现象普遍存在于各种控制系统中,是导致系统不稳定或者性能恶化的一个重要原因,对时滞系统的研究已是控制领域的一个重要课题。跟踪控制是广泛应用于工程实践中的一类基本控制问题,其在时滞系统的研究领域有着重要的实用前景。针对具有多时变时滞离散时间系统的输出跟踪控制问题,本文主要研究了以下三个方面的内容:(1)针对一类具有多重时变状态时滞的离散时间系统,研究该系统满足混合H2/H∞性能的输出跟踪控制问题。基于Lyapunov稳定性理论,自由权矩阵方法以及线性矩阵不等式(LMI)分析技巧等,给出了使跟踪误差系统渐近稳定并满足混合H2/H∞性能的时滞依赖充分性条件,利用锥补线性化(CCL)思想将涉及跟踪控制器求解的非线性问题,转化为受LMI组约束的非线性规划问题,通过Matlab LMI工具箱求得跟踪控制器。(2)针对一类状态可观的多时变时滞离散时间系统,研究该系统基于状态观测器的H∞输出跟踪控制问题。通过构造全维观测器得到系统状态的估计值,用估计值代替真实值完成跟踪控制的状态反馈。给出了使跟踪误差系统指数稳定并满足H∞性能的时滞依赖充分性条件,最后利用CCL算法和Matlab LMI工具箱求得状态观测器和跟踪控制器。(3)针对一类具有输入干扰和参数不确定性的多时滞离散时间系统,研究该系统基于干扰观测器的鲁棒H∞输出跟踪控制问题。通过构造合适的干扰观测器,得到输入干扰信号的估计值,并与反馈控制器一起组成基于干扰观测器控制(DOBC)和H∞控制的复合输出跟踪控制器。给出了使跟踪误差闭环系统稳定并满足H∞性能指标的时滞依赖充分性条件,并求得干扰观测器和跟踪控制器。
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