差分矩阵具有不确定性的广义Markov系统有限时间控制

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自上个世纪70年代以来,广义系统理论已经逐渐发展成为当今最重要的控制理论分支之一。广义系统以其强大的实际应用背景,吸引了国内外学者的关注。相对于正常系统,广义系统的丰富结构特征和特有性质都是源于其差分(导数)矩阵的奇异性。然而,由于实际系统中常常存在着诸多不确定性因素,致使广义系统的差分(导数)矩阵也像系统的其它矩阵一样可能出现参数摄动。同时,与传统的控制系统相比,鉴于具有更复杂结构和参数的变化,马尔科夫跳系统可以更好的描述实际物理模型。因此,在差分矩阵具有不确定性的广义马尔科夫跳系统中,如何设计控制器消除或减小不确定性对系统的影响,具有重要的实际研究价值。本文利用线性矩阵不等式的方法,分别讨论了差分矩阵具有不确定性的广义马尔科夫跳系统的稳定性分析、有限时间控制和滑模控制等问题。本文的主要内容概括如下:1.不确定广义离散马尔科夫跳系统的鲁棒有限时间控制。针对差分矩阵为左右奇异两种形式的不确定广义离散马尔科夫跳系统,利用系统增广技术,给出了系统鲁棒有限时间稳定的充分条件和状态反馈控制器的设计方法。2.不确定广义离散时变时滞马尔科夫跳系统的鲁棒有限时间控制。在转移概率部分未知条件下,针对差分矩阵具有不确定性的广义离散时变时滞马尔科夫跳系统,利用自由权矩阵方法和Lyapunov稳定性理论,给出了开环系统鲁棒有限时间稳定的充分条件,并设计了状态反馈控制器,保证闭环系统是有限时间稳定的。为了减少计算的复杂性,所有的充分条件均以线性矩阵不等式的形式给出。最后给出了系统的模拟仿真实例,验证了得到的鲁棒有限时间控制器是可行并且有效的。3.不确定广义离散时变时滞马尔科夫跳系统的滑模控制。在转移概率部分未知条件下,针对差分矩阵具有不确定性的广义离散时变时滞马尔科夫跳系统,利用自由权矩阵方法和Lyapunov稳定性理论,给出了与时滞相关的充分条件,保证了系统的随机稳定性。此外还设计了滑模控制器,确保系统轨迹在有限时间内被吸引到滑模面上。为了减小计算难度,系统稳定性的充分条件均以线性矩阵不等式的形式给出。最后,利用给出的仿真实例结果表明该滑模控制器是可行并且有效的。
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