Buck变换器混杂动态系统的能控性和能达性

尝试在Buck变换器的能控性和能达性研究中引入混杂动态系统和切换线性系统的概念．首先建立Buck变换器的切换线性系统模型;然后根据该模型的特点,给出系统矩阵定常、输入矩阵切换的切换线性系统的能控性和能达性定义和定理,并严格证明了Buck变换器的能控性和能达性;最后讨论了能控性和能达性与输出能控性的关系,指出能控性、能达性和输出能控性是一致的,同时对Buck变换器的能控性进行实验验证,结果表明,在负载阶跃变化的情况下,变换器的输出完全可以控制并且稳定在设计值,这和Buck变换器作为切换线性系统模型的能控性分析结果是一致的．本文的研究方法也可用于其他功率变换器的能控性和能达性的研究．     

输入矩阵定常型切换线性系统的能控性探讨

重新考察一类切换线性系统的能控性,这类系统具有不同的系统矩阵和相同的输入矩阵.研究发现文献导出的必要充分条件为假命题,该判据只适用于2阶系统,对于3阶及以上系统其必要性不一定成立.并证明第一不变子空间只是能控状态集的真子集,而非其全体.最后通过1个反例对结论予以验证.     

线性系统Hamilton扩张系统的能控性和能观测性

利用控制系统的微分几何理论,研究了线性系统和它的Hamilton扩张系统的能控性之问的关系以及它们的能观测性之间的关系.通过计算线性系统的能控性矩阵和它的Hamilton扩张系统的能控性矩阵,证明了线性系统和它的Hamilton扩张系统的能控性是等价的.同时通过计算线性系统的能观测性矩阵和它的Hamilton扩张系统的能观测性矩阵,证明了线性系统和它的Hamilton扩张系统的能观测性也是等价的.证明了线性系统的Hamilton扩张系统是能控的当且仅当它是能观测的,原线性系统既是能控的,又是能观测的.     

离散定常线性系统能达性与能控性的注记

证明离散定常线性系统能达性与能控性两种定义的等价性,并改进了能达性与能控性基本判定定理的证明.     

输入矩阵定常型切换线性系统的能控性

重新考察一类切换线性系统的能控性,这类系统具有不同的系统矩阵和相同的输入矩阵.研究发现文献导出的必要充分条件为假命题,该判据只适用于2阶系统,对于3阶及以上系统其必要性不一定成立.并证明第一不变子空间只是能控状态集的真子集,而非其全体.最后通过1个反例对结论予以验证.     

布尔控制网络关于任意输入的能达性、能观性和能检性

在矩阵半张量积理论框架下，研究布尔控制网络关于任意输入的能达性、能观性和能检性问题。首先研究在任意输入下布尔控制网络的能达性，提出任意输入下的能达性和集能达性定义，并构造检验系统在任意输入下能达（集能达）的能达性矩阵（集能达性矩阵）。其次，应用任意输入下集能达性的研究结果，研究布尔控制网络在任意输入下的能观性和能检性问题，获得这两个问题可解的充分必要条件。最后，给出两个例子验证所得理论结果的有效性。     

离散定常线性系统能达性与能控制性的注记

证明离散定常线性系统能达性与能控性两种定义的等价性，并改进了能达性与能控性基本判定定理的证明。     

判定线性系统的能控性和能观性

众所周知,可以用多种方法判定线性系统的能控性和能观性。当系统的系统矩阵A是特征值互不相同的对角矩阵,或是约当矩(或者,用非奇异换变可以将A化为上两种矩阵),则判定系统能控性和能观性的方法,可以在许多书籍中找到。然而,当对角矩阵A具有相重特征值,并且是多输入多输出情况时,则未能从已有的资料中找到判定能控性和能观性的明确方法。对于具有上述矩阵的系统,作者补充证明了判定能控性和能观性的方法。     

控制幅值受限下一类带扰动的线性系统能控性的研究

研究控制幅值受限下线性系统在某类扰动作用下的能控性问题，给出这类系统的初始状态x0有限时间能控的充要条件；给出了系统完全能控时，状态矩阵A的特征值所要满足的必要条件；最后，对一类特殊系统给出了完全能往的充分条件．     

边值线性系统的能控性,能观性和对偶性

本文讨论了依赖特定边界条件的最一般的边值线性系统 x(t)=A(t)x(t) B(t)u(t) y(t)=C(t)G(t,0)Φ(0,t) Mx(0) Nx(T)=η的能控性、能观性和对偶性的概念。这和Krener介绍的一系列概念是不同的。本文还建立了与初值线性系统相平行的,关于边值线性系统的能控性、能观性和对偶性理论,     

线性切换系统的非奇异变换

线性切换系统是一类重要的混合动态系统。为了深入分析线性切换系统的能控性 ,寻找系统能控性判定的充要条件 ,首次研究了线性切换系统在非奇异变换下的性质。首先 ,证明线性切换系统的能控性在任意非奇异变换下保持不变。其次 ,基于一个恰当的非奇异变换 ,将状态空间适当分解为两个部分 ,给出了一个能控性的必要性条件的新证明。该证明比之已有证明更加简洁直观。最后 ,通过一个具体例 ,验证了能控性在非奇异变换下确实不变。     

多胞型线性切换系统二次稳定的充要条件

研究了多胞型线性切换系统在任意切换下的二次稳定性问题.首先构造区间矩阵,把多胞型线性切换系统转化为区间系统,利用Riccati不等式给出了在任意切换策略下多胞型线性切换系统二次稳定性的充要条件.这个条件等价于共同二次正定Lyapunov函数判定条件,而且该条件只需找到一组LMI的解就可以判定该系统的二次稳定性,大大降低计算工作量.最后用数值例子对所得结果加以验证,说明了结果的正确性.     

一类不确定线性时滞切换系统的鲁棒镇定

研究了一类不确定线性时滞切换系统的鲁棒镇定问题.该系统在结构、输入通道都存在不确定性,而且还受到不满足匹配条件的外部扰动.首先利用完备性条件与李亚普诺夫函数方法,设计了线性无记忆状态反馈控制器,使该不确定线性时滞切换系统的状态在给定的切换策略下渐近稳定,并且所得结果均用易于求解的线性矩阵不等式的形式表出.然后,利用线性组合方法,给出求解完备性的一种方法.最后通过仿真验证了此方法的有效性.     

切换规则不确定线性切换系统的鲁棒稳定性

目前文献中关于线性切换系统稳定性的鲁棒性分析很少 ,论文先利用多项式插值的方法 ,将线性切换系统的一般形式模型转换为矩阵系数多项式模型。然后以矩阵奇异值为分析工具 ,针对线性切换系统的切换规则不确定性 ,讨论了系统渐近稳定的鲁棒性问题。给出了两个系统鲁棒稳定的充分性条件 ,指出后者的保守性比前者更低 ,并且通过一个例子验证了有关结论的正确性     

非线性时滞输入系统的滑模控制(英文)

研究了具有输入非线性的不确定时滞系统的无源滑模控制问题。采用滑模控制方法,一个控制器被设计可以保证系统的状态在有限时间达到切换面,同时使得滑动模态具有无源性和渐近稳定性的充分条件以线性矩阵不等式被获得,求解方便。最后,一个仿真例子说明了所提方法的有效性。     

离散线性随机系统输入—输出关系的数学描述

研究离散线性随机系统输入-输出间的关系,证明了任何线性随机系统输出方差与其输入无关.因此在任何意义下由方差极小化而得最优控制是不可能的,且已证明,输出与其集点间的期望差依赖于控制信号的选择,得到了最小偏差控制器,考虑了与线性随机系统输入-输出关系有关的所谓完全i-步输出可达性这一重要概念,并给出了以输入-输出随机差分方程所描述的多变量随机系统的完全i-步输出可达性的充要条件,并可由此得到输出可达性的简易检验方法.     

线性奇异系统的特征结构配置

讨论了线性时不变奇异系统经纯状态反馈配置特征结构的问题,在系统是正则束及强能控制的前提下,给出了可以配置给定特征结构的充分必要条件,由于采用了构造性方法的证明,当条件满足时,所需的反馈阵也是容易得到的。研究表明,可配置特征结构的“特征值－（广义）特征向量”对数不超过阵Ｅ的秩。