探索不确定时滞系统的鲁棒可靠控制研究

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1、中图分类号：TP13密级：UDC：本校编号：博士学位论文论文题目：不确定时滞系统的鲁棒可靠控制研究研究生姓名：滕青芳学号：0104010博士生指导教师姓名：范多旺职称：教授学科门类：工学学科专业：交通信息工程及控制论文提交日期：2008-11论文答辩日期：2009-6-12答辩委员会主席：万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作

2、的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据博士学位论文不确定时滞系统的鲁棒可靠控制研究Researcho

3、nRobustReliableControlforUncertainSystemswithTimeDelay作者姓名：滕青芳学科、专业：交通信息工程及控制学号：0104010指导教师：范多旺完成日期：2008、10兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity万方数据万方数据兰州交通大学博士学位论文摘要容错控制作为一门新兴的交叉学科，其科学意义就是要尽量保证动态系统在发生故障时仍然可以安全稳定运行。实际工程要求控制系统满足某一个或一个以上性能指标要求，因此，要使容错控制能更好地应用于实际工程系统，就必须探讨可靠控制问题

4、。可靠控制是指兼顾性能指标的容错控制。显然，可靠控制系统更符合实际工程需要。在各类工业系统中，时滞现象普遍存在。时滞的存在不仅导致系统的不稳定性或降低系统的性能，而且给控制器的设计带来了很大的困难。另一方面，由于建模方法的局限性及实际过程自身参数摄动现象的存在，控制过程的精确模型往往难以得到，所获得的系统模型总是存在不确定性。考虑实际控制工程中系统模型的不确定性和时滞的广泛存在性，研究不确定时滞系统的鲁棒可靠控制更符合工程实际需要，具有十分必要的理论和应用价值。针对不确定时滞系统，考虑一个或一个以上性能指标约束（如保性能、响应速度以及

5、H等），本文利用Lyapunov稳定性理论（包括Lyapunov-Razumkhin稳定性理论），∞采用线性矩阵不等式等有效工具，分别基于状态反馈方式、静态输出反馈方式、动态输出反馈方式等，研究了能够容忍传感器或执行器故障的鲁棒可靠控制问题，所设计的控制器使系统达到以下要求：①使系统能够容忍传感器或执行器的失效；②使系统对参数扰动和外界扰动不敏感；③使系统不仅要保证鲁棒稳定性，而且又要保证所规定的鲁棒性能，从而提高控制系统的可靠性。本文的具体研究内容包括以下几个方面：（1）针对传感器开关型故障，基于状态反馈，研究了不确定时滞系统的鲁棒

6、可靠控制。①首先，单独考虑指数稳定指标，基于Lyapunov稳定性理论，提出了不确定时滞系统指数稳定可靠控制方法。②在上面研究的基础上，同时考虑指数稳定指标和鲁棒H指标，进一步提出∞了不确定时滞系统指数稳定H可靠控制方法。∞（2）针对执行器三种故障模型，基于状态反馈，研究了不确定时滞系统的鲁棒可靠控制。①针对执行器开关型故障，考虑鲁棒H指标，基于Lyapunov-Razumkhin稳定∞性理论，提出了时变时滞不确定系统鲁棒H可靠控制方法。∞-I-万方数据不确定时滞系统的鲁棒可靠控制研究②针对执行器增益型故障模型，同时考虑指数稳定和保性

7、能这两项指标，基于Lyapunov稳定性理论，研究了不确定时滞系统的指数稳定保性能可靠控制问题。③针对执行器集合型故障模型，同时考虑指数稳定和保性能这两项指标，基于Lyapunov稳定性理论，研究了不确定时滞系统的指数稳定保性能可靠控制问题。④针对执行器集合型故障模型，同时考虑指数稳定和鲁棒H性能这两项指∞标，基于Lyapunov稳定性理论，讨论了不确定时滞系统的指数稳定鲁棒H∞可靠控制问题。⑤针对执行器开关型故障，同时考虑保性能和H这两项指标，基于∞Lyapunov-Razumkhin方法，研究了一类参数不确定时滞受扰系统的保成本H

8、鲁棒可靠控制问题。∞（3）针对执行器开关型故障模型，考虑H指标，采用静态输出反馈方式，基于∞Lyapunov-Razumkhin方法，研究了一类参数不确定时滞受扰系统的鲁棒H可靠控制。∞（4）针对执行器开关型故障模型，基