【摘 要】
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多项式系统是一类重要的非线性系统,在过程控制和生物系统领域有极其重要的作用。多项式系统模型可以描述一大类非线性系统(如混沌系统等),因而通过研究多项式系统的稳定性和控制器设计具有重要理论意义和实际价值。目前对多项式系统的控制研究大多局限于连续控制方法对系统的影响。本文侧重于多项式系统的混杂控制策略研究,基于Lyapunov稳定性理论、最优控制理论、平方和算法等工具,提出周期事件触发控制、状态事件触
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多项式系统是一类重要的非线性系统,在过程控制和生物系统领域有极其重要的作用。多项式系统模型可以描述一大类非线性系统(如混沌系统等),因而通过研究多项式系统的稳定性和控制器设计具有重要理论意义和实际价值。目前对多项式系统的控制研究大多局限于连续控制方法对系统的影响。本文侧重于多项式系统的混杂控制策略研究,基于Lyapunov稳定性理论、最优控制理论、平方和算法等工具,提出周期事件触发控制、状态事件触发控制、事件触发最优控制以及时间触发脉冲控制等控制方法,对一类多项式系统的镇定控制进行了深入而系统的研究,获得了一些有意义的成果。本文的主要工作包含以下三个方面:(1)探讨了一类多项式系统的周期事件触发控制和状态事件触发控制。周期事件触发控制可以有效避免芝诺(Zeno)现象,同时,为了解决实际可能无法直接测量系统全状态信息的问题,设计了一类多项式系统的周期事件触发输出反馈控制器。进一步地,针对一类更一般化多项式系统,提出了一类多项式系统的事件触发控制策略。(2)研究了一类输入仿射多项式系统在事件触发控制下的最优控制问题。首先,基于状态依赖模型和哈密顿-雅克比不等式,将原系统最优控制问题转化为求解一个状态依赖多项式矩阵不等式的问题。其次,基于Lyapunov函数和事件触发控制策略,运用平方和算法,得到了该问题的一组可行解并给出控制增益表达式。最后,通过对两类典型的混沌系统和一个数值例子进行仿真实验验证了所得结果的有效性和优越性。(3)基于时间触发脉冲控制策略,研究了一类多项式系统的镇定控制问题。本文提出了一种新型混杂控制方法,即结合时间触发脉冲控制和反馈控制的一种控制策略,相较于单一的时间触发脉冲控制或反馈控制,该控制方式可以有效地结合两种控制方式的优点,有效减少系统控制时间,控制效果得到极大改善,控制器的设计更灵活。最后,通过仿真实例验证了所提方法的有效性。
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