切换正系统稳定性及l1增益性能分析

研究一类切换正系统,其中包括稳定及不稳定子系统,分别将其运行区间看作τ部分与T部分,建立持续驻留时间切换正系统模型.基于此,结合多余正Lyapunov函数方法建立系统稳定性判据并获得持续驻留时间具体数值,降低已有平均驻留时间结果的保守性.此外,在持续驻留时间切换条件下通过累积计算每个阶段切换次数上限的方法,进一步分析切换正系统的l₁增益性能并计算出l₁增益.所获得条件均为标准线性规划形式,方便在Matlab中利用Linprog函数求解.最后,通过数值仿真验证了所提方法的可行性.     

切换正系统稳定性的新判据(英文)

本文主要考虑了切换正系统在任意切换信号下的稳定性问题. 主要贡献在于以下两点:1、建立了切换正系统稳定性的新的判定准则. 该准则可以视为切换正系统领域已有结果的补充. 2、本文的方法独特,为解决切换正系统领域的其它问题将有很重要的启示作用. 数值例子验证了所得理论结果的正确性和有效性.     

线性切换系统的稳定性分析

文章介绍了分析切换系统稳定性的统一李雅普诺夫函数法、多李雅普诺夫函数法,指出这些方法的各自特点。在此基础上提出一种新的切换系统稳定性分析方法,在各子系统是稳定的前提下,对于给定的切换序列,若切换至各子系统的时间大于子系统所对应的最小滞留时间时,则切换系统是稳定的,并举例说明该方法的应用。     

一类区间时滞切换系统的稳定性分析

在过去的几十年里,具有离散和分布时滞的混合系统受到很多关注,并有着广泛应用,如绝对稳定控制,非线性延迟MIMO系统周期控制T不变性等。有关切换系统的研究中,稳定性问题引起较多关注,因而,研究具有混合时滞的切换系统稳定性有着重要意义。讨论了一类具有离散和分布时滞的切换系统指数稳定问题。首先,运用平均驻留时间法构造分段Lyapunov函数和切换规则;其次,引入倒凸组合技术和Jensen积分不等式对求导后的分段Lyapunov函数进行放缩,得出系统指数稳定的充分条件;最后,利用LMI工具箱实现仿真算例验证了定理的有效性,得到保守性更小的时滞上界。     

线性周期切换系统的渐近稳定性

为了研究一类线性周期切换系统的全局渐近稳定性问题,基于驻留时间的方法,当切换系统的各子系统均为稳定的情况下,给出了切换周期的最小下界;当切换系统中含有不稳定的子系统,建立了稳定子系统的驻留时间总和与不稳定子系统的驻留时间总和之间的关系：同时当各子系统的驻留时间均等时,得到了切换周期的设计条件。这些充分条件对于判断一类线性周期切换系统的渐近稳定性具有实用性。仿真结果表明所提出的切换方法是有效的。     

时滞切换正系统的切换齐次协正Lyapunov函数方法(英文)

正系统是一类特殊系统——如果初始状态非负,则其状态始终位于正象限.切换系统是混杂系统的主要分支之一.作为两类系统的结合体,切换正系统已经迅速获得控制界的大量关注.主要研究时滞切换正系统的稳定性问题,提出了切换齐次协正李亚普诺夫函数方法.该方法能够有效地降切换系统稳定性判据的保守性.许多现有结果都是本文主要结论的退化情形.     

离散线性周期切换系统的渐近稳定性

基于驻留时间的方法,分两种情况讨论了一类离散周期切换系统切换周期的设计问题,当切换系统中每个子系统都是Schur稳定时,给出了切换周期的最小下界求法;当切换系统中含有不稳定的子系统时,得出保证切换系统渐近稳定的一个充分条件.     

时滞切换正系统的切换齐次协正Lyapunov函数方法

正系统是一类特殊系统——如果初始状态非负, 则其状态始终位于正象限. 切换系统是混杂系统的主要分支之一. 作为两类系统的结合体, 切换正系统已经迅速获得控制界的大量关注. 主要研究时滞切换正系统的稳定性问题, 提出了切换齐次协正李亚普诺夫函数方法. 该方法能够有效地降切换系统稳定性判据的保守性. 许多现有结果都是本文主要结论的退化情形.     

基于切换方法的控制器故障下多时滞系统稳定性分析

研究了控制器故障下具有非线性干扰的多时变时滞不确定系统的鲁棒指数稳定性问题.利用不确定多时变时滞切换系统模型描述了所考虑的系统.提出了基于平均驻留时间的切换方法.在此方法下,以线性矩阵不等式(LMIs)形式得到了切换系统鲁棒指数稳定的充分条件,并从理论上证明了即使控制器失效所生成的闭环系统也是鲁棒指数稳定的.最后通过仿真算例验证了所提方法的有效性.

Abstract：

The issue of robustly exponential stability for a class of uncertain multiple time-varying delay systems with controller failures and nonlinear perturbations is considered.A switched uncertain multi-delay system model is utilized to describe the considered systems.A switching approach based on the average dwell time is employed for the switched system.A delay-dependent sufficient condition for robustly exponential stability of the switched system is established in terms of linear matrix inequalities by using the switching method.It is proved theoretically that the resulting closed-loop system is robustly exponentially stable even if controller failures are encountered.The effectiveness of the proposed method is also demonstrated by simulation example.     

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     

基于扰动观测器的非线性切换系统有限时间跟踪控制

针对一类带有未知扰动的非线性切换系统,基于扰动观测器设计和有限时间鲁棒控制理论,研究抗干扰动态跟踪控制问题.首先,基于平均驻留时间(average dwell time,ADT)构造该系统所对应的切换信号,同时结合状态反馈信息和干扰估计信息设计一种PI型抗干扰复合控制器;其次,基于Lyapunov分析方法证明闭环系统的...     

线性切换系统限时稳定的充分条件（英文）

切换系统限时稳定问题正被广泛研究.文章提出一种新的充分条件,用于判决一般线性切换系统的限时稳定性.     

时标上切换系统在异步切换下的稳定性分析

研究在异步切换控制下时标上时滞切换系统的全局一致指数型稳定性问题。基于时标上的微积分理论,通过构建分段李雅普诺夫函数和利用平均驻定时间方法,使系统在时标上达到全局一致指数型稳定。给出数值模拟,验证所得结果的可行性。     

切换系统容错控制的研究

针对线性切换系统,研究其在执行器失效情况下的容错控制问题.首先,在容错控制范围内,推导出系统实际运行中执行器失效所满足的条件;其次,运用平均驻留时间方法,给出平均驻留时间的下界,设计状态反馈控制器,使得每一具有平均驻留时间的切换信号都能保证系统的全局渐近可镇定;最后,把结果转化成线性矩阵不等式(LMI)的形式便于求解,并以数值例子仿真出系统的状态响应曲线及相平面曲线,从而验证结论的有效性.     

一类非线性切换系统的指数镇定及L2增益分析

【目的】研究一类带有混合时变时滞非线性切换系统的指数镇定以及L_2增益分析问题。【方法】构造与时滞相关的多Lyapunov-Krasovskii泛函,基于Jensen不等式以及平均驻留时间方法,研究任意切换下系统的镇定条件。【结果】得到了在任意切换下非线性时滞切换系统指数镇定以及L_2增益性能的充分条件,同时给出系统在切换信号下的状态响应图。【结论】数值算例验证了所得结果的有效性。     

线性时变切换系统及其非线性扰动系统的稳定性分析

研究了一类线性时变切换系统及其带有非线性扰动系统在任意切换律下的稳定性。首先导出了线性时变切换系统在任意切换律下指数稳定的充分条件，然后，研究了其带非线性扰动项的系统在任意切换律下的佤中指数稳定性特性，最后，用数值例子对所得结果加以了阐明。     

带有加性时变时滞的级联切换系统的指数稳定性

讨论了带有加性时滞的级联切换系统的指数稳定性.将网络控制系统中的网络诱导时延和数据丢包问题归结为切换系统的各子系统中的两个加性时滞,并构造相应的Lyapunov-Krasovskii泛函.设计满足平均驻留时间条件的切换规则,并结合Jensen积分不等式,以线性矩阵不等式的形式给出确保带有加性时滞的级联切换系统指数稳定的充分条件,所得结果具有更小的保守性.最后用数值例子验证了该方法的有效性.     

多时变时滞切换系统的指数稳定性分析(英文)

笔者主要研究了一类多时变时滞切换系统的指数稳定性问题。通过采用一类特殊的限定时滞的上界与下界的分段Lyapunov-Krasovskii函数,使用平均驻留时间的方法,分析了在任意切换时间下的多时变切换系统的指数稳定性以及鲁棒指数稳定性问题。首次以线性矩阵不等式的形式给出一个新的稳定性准则。由于未引进多余的加权矩阵,在估计泛函微分上界时未忽略有用信息,即充分考虑时滞上下界信息,使得所得结果具有较小保守性,同时为了获得更小保守性的结果,引入了积分不等式的放缩方法以及线性矩阵不等式方法,以及使用线性变换降低了文章计算的复杂性。结果是以线性矩阵不等式形式给出,方便利用Matlab工具箱求解矩阵不等式,并且最后的结果可以通过数值例子证明其有效性与真实性。     

一类时滞非线性级联切换系统的可靠控制

研究了一类非线性级联切换系统的可靠控制问题,系统具有时滞和不确定结构.当执行器失效时,利用多Lyapunov函数以及平均驻留时间方法,设计状态反馈控制器,得到相应闭环系统的指数稳定性.