论文部分内容阅读
约束现象种类繁多、数量巨大,其中饱和现象最为典型。在工业过程和实际生活中,饱和现象是十分常见的,系统的性能指标严重受饱和存在的影响。而饱和又以多种形式存在于系统之中,即输入饱和,输出饱和,状态饱和以及多个变量同时饱和。输入饱和即执行器饱和,由于其具有作用广泛和极易出现的特点,因此针对执行器饱和系统进行研究,有着极强的理论价值和深远的实际意义。本文主要针对执行器饱和系统的控制进行研究,研究对象主要包括:具有执行器饱和不确定线性系统、具有执行器饱和切换系统以及具有执行器饱和不确定切换系统。分析了系统的稳定性,设计了相应控制器,估计了吸引域的大小,还进行了数值仿真等工作。本文主要有以下几个内容:1.介绍本文研究的核心内容,即具有执行器饱和控制系统的研究,并简单介绍研究背景、选题意义,国内外学者在执行器饱和、不确定性、切换系统等方面积累的研究成果,本文研究所需的一些理论基础,例如:三种解决饱和项处理问题的常用方法,李雅普诺夫稳定性理论及稳定性分析方法,线性矩阵不等式概念及应用,以及一些基本引理。2.研究不确定且具有执行器饱和线性系统。饱和项的存在给研究带来一定的困难,选择恰当的方法处理饱和项至关重要,本文选用扇形区域法。引入Lyapunov函数方法,进而获得系统稳定的判据。设计适当的状态反馈控制器,给出相应的仿真算例。3.研究执行器饱和切换系统。首先,处理饱和项,选用扇形区域法。然后,引入Lyapunov函数以及线性矩阵LMI,给出系统想要达到稳定需要满足的条件。最后,估计吸引域的大小。4.研究不确定且具有执行器饱和的切换系统。选用扇形区域法,解决饱和函数的处理问题。借助Lyapunov稳定性理论并结合线性矩阵LMI知识,给出执行器饱和不确定切换系统渐近稳定的判据。最后,进行全文内容的总结归纳,并根据现有研究成果,对相关课题的研究进行了展望。