若干类切换系统的稳定性分析

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切换系统是一类重要并具有代表意义的混杂系统,切换系统的研究也随着混杂系统的研究而逐步深入进行。切换系统一般是由一族子系统和描述它们之间联系的切换规则组成。每个子系统对应着离散变量的一种取值,子系统之间的切换表示离散事件动态,因此可把切换系统看成一类将离散变量描述进行合理简化的混杂系统。切换系统的稳定性分析是切换系统研究的主要内容之一,本文研究了若干类切换系统的稳定性问题。  本文利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LinearMatrixInequalities)以及平均驻留时间等方法,分别研究了一类不确定级联切换系统的稳定性、具有扰动或滞后摄动的离散线性切换系统的稳定性和一类包含Lyapunov稳定和不稳定的子系统线性切换系统的有限时间稳定性。全文概述如下:  首先研究了一类不确定级联切换系统的稳定性,不确定性参数是时变的,但范数有界。基于共同Lyapunov函数方法得到了系统渐近稳定的充分条件,并设计了状态反馈控制器使闭环系统渐近稳定。然后研究了一类非线性切换系统的指数稳定问题。  其次引用一种新的研究方法——切换Lyapunov函数方法,将其分别运用于离散时滞线性切换系统以及具有扰动或滞后摄动的离散线性切换系统,都得到了各自系统在任意切换序列下渐近稳定的充分条件,并转化为线性矩阵不等式的可解形式。  最后采用平均驻留时间方法研究了:1.一类线性切换系统的有限时间稳定问题,该线性系统包含Lyapunov意义稳定和不稳定的子系统,当选取平均驻留时间充分大、稳定子系统的活跃时间之和与不稳定子系统的活跃时间之和之比大于相对应的某一值时,该切换系统是有限时间稳定的。2.将上一结果推广到非线性切换系统中。3.研究了一类既包含连续时间子系统又含有时间离散子系统的切换系统有限时间稳定问题。  在文章的最后,对全文工作进行了总结,并提出一些今后研究的方向。
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