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DC-DC变换器的混杂系统建模与控制
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3秒自动关闭窗口具有量化信号的混杂系统分析与综合--《江南大学》2012年博士论文
具有量化信号的混杂系统分析与综合
【摘要】：混杂系统广泛存在于机器人、汽车工业、航空航天、通信工程、化工过程、神经系统和生物工程等领域,并在许多实际工程系统中获得了成功应用.随着计算机技术的发展,特别是现代控制系统越来越依赖于数字设备的情形下,信号量化技术开始应用到控制领域中,因而具有量化效应的混杂系统建模、分析与控制开始成为系统与控制及其应用学科的前沿热点.论文选题“具有量化信号的混杂系统分析与综合”具有理论意义和应用价值.论文对该课题进行了深入研究,主要工作有以下几个方面：
1.借助偏收缩理论和矩阵测度概念,分别研究了具有量化脉冲效应的时滞混杂动态网络和基于量化控制信号的间歇耦合复杂动态网络的同步性,提出了混杂动态网络实现状态同步的新型判定准则,仿真结果验证了所提出判据的有效性.
2.利用自由权矩阵方法和逆Lyapunov定理分别探讨了两类混杂系统的稳定性.首先提出了一类具有Markov跳变参数的随机离散基因调控网络模型,并利用时滞的概率分布信息给出了均方意义下平衡点全局鲁棒指数稳定的判据；其次给出了一类混杂系统的一致输入输出对状态稳定Lyapunov函数与指数衰减一致输入输出对状态稳定Lyapunov函数之间的等价关系,并借助状态模估计器得出一致输入输出对状态稳定性的充分条件.
3.根据代数图理论,实现了在通信约束下切换多智能体网络的一致性.首先,基于种磁滞量化器构建了量化反馈作用下切换多智能体系统的混杂系统模型,分析了该混杂系统的有限时间收敛性,并给出了一致收敛的时间下界.其次,探讨了切换加权多智能体网络的量化平均一致性问题,描述了网络代数连通图和一致性协议性能之间的关系,获得了平均一致性误差的收敛区域.
4.基于逆Lyapunov定理,针对编码状态反馈和量化状态反馈两种情况,分别开展了非线性系统的混杂控制鲁棒性分析,建立了闭环系统的混杂模型,提出了闭环混杂系统的半全局实用渐近稳定性判据,仿真结果说明了所提控制策略的优越性.
最后对本文的工作进行了总结,提出了有待于进一步研究和探索的问题.
【关键词】：
【学位授予单位】：江南大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2012【分类号】：TP13【目录】：
摘要3-4Abstract4-7符号说明7-8第一章 绪论8-16 1.1 课题的研究意义8 1.2 国内外研究现状8-15
1.2.1 混杂系统的发展8-13
1.2.2 量化控制的发展13-15 1.3 本文的主要工作15-16第二章 混杂网络的量化同步16-32 2.1 具有量化脉冲效应的时滞混杂动态网络同步分析16-25
2.1.1 系统描述16-20
2.1.2 同步性分析20-23
2.1.3 仿真例子23-25 2.2 具有间歇耦合的复杂动态网络量化同步分析25-30
2.2.1 无时滞的耦合复杂动态网络同步25-28
2.2.2 含时滞的耦合复杂动态网络同步28-29
2.2.3 仿真例子29-30 2.3 本章小结30-32第三章 混杂系统的稳定性32-52 3.1 混杂跳变基因调控网络系统的随机稳定性32-44
3.1.1 系统描述32-35
3.1.2 主要结果35-42
3.1.3 仿真例子42-44 3.2 混杂系统的一致输入输出对状态稳定性44-50
3.2.1 混杂系统45-46
3.2.2 光滑Lyapunov函数46
3.2.3 一致输入输出对状态稳定46-50 3.3 本章小结50-52第四章 量化智能体系统的一致性52-64 4.1 混杂多智能体网络的量化一致性52-59
4.1.1 系统描述52-53
4.1.2 主要结果53-56
4.1.3 仿真例子56-59 4.2 切换拓扑结构的多智能体系统量化通信59-62
4.2.1 系统描述59
4.2.2 主要结果59-61
4.2.3 仿真例子61-62 4.3 本章小结62-64第五章 混杂量化系统的半全局镇定64-82 5.1 编码机制下混杂系统的鲁棒性分析64-77
5.1.1 问题描述64-65
5.1.2 混杂系统65-66
5.1.3 混杂编码控制66-68
5.1.4 闭环系统68
5.1.5 几个引理68-73
5.1.6 主要结果73-75
5.1.7 仿真例子75-77 5.2 量化机制下混杂系统的鲁棒性分析77-81
5.2.1 问题描述77
5.2.2 混杂系统77
5.2.3 具有量化反馈的混杂模型77-79
5.2.4 量化鲁棒性79-80
5.2.5 仿真例子80-81 5.3 本章小结81-82第六章 结论与展望82-84 6.1 结论82 6.2 展望82-84致谢84-86参考文献86-96攻读博士学位期间完成的研究工作96
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研究了离散混杂系统的性能分析及控制等方面的内容。主要工作体现在以下几个方
面： 1 基于池D的混杂系统建模：介绍了基于MLD的混杂系统建模方法，总结
出MLD系统建模的三个步骤；详细研究了命题逻辑向混合整数不等式转化的三种
方法；分析了鞠，A 矾峨谢∞am鹏 系统和基于MLD的混杂系统之间的等价关
系，为后文的性能分析和控制打下基础。 2 混杂系绕性能分析：借助等价Pw氏系统来分析MLD系统的各种性能，本
文分析和证明了保证硎忱系统稳定性的充分条件；从能量角度定义了可观性程度
和可达性程度，证明在一定条件下可观性程度存在t下限制、可达性程度存在下限，
并且给出了求解这些上下限的方法：最后利用线性矩阵不等式的方法简单分析了
Pv队系统鲁棒性控制。 3 基于ⅫLD的混杂系统预测控制：介绍了普通预测控制的基本原理，并在此
基础上深入研究了基于MLD的混杂系统预测控制。给出枷m预测控制调节问题
中平衡状态的求解方法；可达集分析的基础上给出了最小预测区间的求解方法；在
^田LD系统的建模框架下讨论了传统预测控制约束优先级处理和约束不可行的问题。 4 基于MLD的混杂系统双模预测控制：研究了保证预测控制算法稳定性的三
个要素：最终惩罚项、最终状态集合和局部稳定的状态反馈器；并把这些结论扩展
到基于MLD的混杂系统中，证明了满足最终等式约束的混杂系统预测控制的稳定
性。在MLD系统和PWA系统等价的基础上，结合双模预测控制方法针对―类ⅫLD
系统提出了一种双模预测控制方法，并证明了该双模预测控制方法的稳定性。 5 离散分段线性系统PI『L Piec明ise linear 最优控制及预测控制：研究了
P礼系统无穷时间二次最优
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