不确定离散模糊时滞系统的时滞相关H∞控制

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不确定离散时滞系统的鲁棒H_∞控制

不确定离散时滞系统的鲁棒H_∞控制

是初始函数。 不失一般性 , 假定系 统的不确定性矩阵具有如下形
, △ , 、 ,胡 ‘ ,胡 」 , ,… ,
收稿 日期
一一
作者简介 王建英 一 , 女 , 内蒙古集宁人 , 硕士 , 集 宁师范学院教育系副教授 , 研究方 向 分系统 的稳 定 、镇定与控制 。 基金项 目 内蒙古 自然科学基金资助伽 加 。
关 词 时 统 不 定 二 稳 鲁 键 滞系 确 性 次 定 棒从 控制
中图分类号 文献标识码 气 文章编号 一 代 司 扣
引言 近年来 , 己经有许多理论来分析不确定时滞系统的稳定性和性能 。其中不确定时滞 系 统的 性能指标 由于其在系统的控制和观测器设计方面的重要性而倍受人们的重视 。 文 方程推导得到 一鲁棒输出反馈控制器存在的充分条件 。 文献 一 习利用线
控制问题 。 在文献
将文献 〕 中
器。


一。引入到该系统中。 得到该系统的有记忆状态反馈控制
系统 描述 考虑如下同时具有状态时滞和输入时滞的不确定离散系统
叨 幼 尹 其中
, 剑 一 几 △ 一 几 一 兰 三 , 丁
一 卜 。 试 了 。 城
剑 △
一几 一 公 , △,
” 是状态 向量
。 ’ 是控制输入向量 , , , , 。 , ,公 ,



, ,… ,
, 下列不等式成立
,




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一 一
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则闭环系统
当斌
一 , 二 时 是二次稳定的 , 且在零初始条件下有
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, 诚 任 「 ,

线性离散不确定时滞系统滞后相关H∞鲁棒控制

线性离散不确定时滞系统滞后相关H∞鲁棒控制

( = ( ) ),一 d ≤ ≤ O.
() 3
其 中为 待求 的 控 制器 增 益 矩 阵. 在 给 出 主要 结 果 之 前 , 先 给 出 以下 引理 . 首
引 理 17 [ 3 对 于 任 意 适 当 维 数 的 矩 阵 和 Y, 有
l ,+ ≤ X PX + U PY 。 P > 0 V
式 中 , ) ∈ R 为 系 统 状 态 向 量 , ( ( k) ∈ R 为 系 统 控 制 输 入 向 量 , 后) ∈ R 系 ∞( 为
统 干 扰 输 入 向 量 ,( ) ∈ Rp 系 统 控 制 输 出 向 量 , > 0 为 系 统 的 滞 后 常 数 , ( ) ∈ R k 为 d 忌 为 系 统 的 初 始 向 量 函 数 , , ,B,B: C 分 别 为 具 有 适 当 维 数 的 已 知 常 数 矩 阵 , , , , 厶 , , 厶 为
道 .
本 文 以具 有 状 态 时 滞 的线 性 离 散 时 滞 不 确 定 系 统 为 研 究 对 象 , 于适 当 的 La uo 基 ypnv 泛 函 , 出 了 滞 后 相 关 型 日。状 态 反 馈 控 制 器 设 计 方 案 , 过 求 解 一 个 线 性 矩 阵 不 等 式 即 给 通 可 求 得 满 足 设 计 要 求 的控 制 器 .
引 理 2 [S h r补 引 理 ]对 于 定 义 在 R“ 的 矩 阵 , ( ) = Q( cu 上 口 ), ( R ) = R( )以
及 .( ), 性 矩 阵 不 等 式 ( s 线 LMI )
『 ( ( 1 ( )>o Q Q ) >o , ( )一s R ( ( ( ) ) )>o ・
系统 的 不 确 定 矩 阵 , 满 足 : 且

不确定离散时滞系统的弹性H∞保性能控制

不确定离散时滞系统的弹性H∞保性能控制
Ke y wor s:dic ee—tme s se t i d sr t i y tmswi t h me— d ly;d ly —d p n e t o ea ea e e d n ;n n~fa ieH a d g a a te o t r g l n u r ne d c s
l erm txieu ly( MI .A n m r a ea peiut t a df rn m d l m t ina dcnrl r i a a i n q ai L ) u e cl xm l l sae t t ieeti e— e yl i t n ot l n r t i l r s h t a i ao oe gi clb e vdtru hajsn et —dly at f ereo orl i ef s it o eme o . a a edr e o g dut gt me e c r ge f r a o t ai ly f h t d n l i h i h i a f o od c e tn h e b i t h
Dic e e—tm e tm e—d ly S se s s r t . i i . ea y tm
YANG e LIF l , Xu , u—e DU n . u Fe g y
( .C lg f cec n n r t n AU, iga 6 19 C ia 2 o eeo hmir n hr c , A 1 oeeo i ea dIf mai ,Q l S n o o Qndo2 60 , hn ; .C l g fC e syadP a l t mayQ U)
cn o; ier ar e uly( M ) o t l l a m txi q a t L I r n i n i

离散模糊时滞系统时滞相关稳定性判别与控制

离散模糊时滞系统时滞相关稳定性判别与控制
式 的个 数 。最后 , 仿 真 示例验证 此 方 法的有 效性 和优 越性 。
关键 词 : 时滞 系统 ; T a k a g i — S u g e n o 模 糊模 型 ;时滞相 关 ; 稳 定性判 别 ; 控 制 器设 计
中图 分 类 号 : T P l 3 文献标志码 : A 文 章 编 号 :1 0 0 7 — 4 4 9 X( 2 0 1 3 ) 1 2 — 0 0 8 9 — 0 9
Ab s t r a c t : F o r d i s c r e t e T a k a g i — S u g e n o ( T ・ S )f u z z y s y s t e m s w i t h t h e t i m e ・ v a r y i n g d e l a y ,a n a p p r o a c h o f
ZHANG S o n g — t a o , ZHA0 Xi a o — we i , H0U Ya n — t i n g
( 1 . S c h o o l o f Ma n a g e m e n t ,H a r b i n U n i v e r s i t y o f C o mm e r c e , Ha r b i n 1 5 0 0 2 8 , C h i n a ;
开环 离散 T—S模 糊 系统和 闭环 离散 T— S模糊 系统时 滞相 关稳 定性 的新 的充分 条件 。并且 , 在 运
用并行 分布补 偿控 制 策略 的基础 上 , 设 计 具有 时 变时滞 的闭环 离散 T— S模 糊 系统 的模 糊控 制 器 。 由于上 述 两个 时滞相 关稳 定性 的 充 分 条件 仅 需在 每 个 最 大 交 叠规 则 组 中分 别寻 找 各 自的公 共 矩 阵 ,因此 不仅 克服 了在 整 个 可行域 中需要 寻找公 共矩 阵的缺 陷 ,而且 也 减 少 了求解 线性 矩 阵 不等

不确定离散奇异时滞系统的保性能和H∞控制

不确定离散奇异时滞系统的保性能和H∞控制

次优 日 控制律的定义. 于定义 , 基 构造 出严格 的线性矩 阵不等 式( MI , L ) 然后利 用矩 阵 的 S hr 性质论证 了 cu 补
在线性矩 阵不等 式的条件 下 , 所得 闭环 系统是 渐近 稳定 的 , 同时给 出了具体 的 一次优 日 控制律 , 并通过数值 例
c mp e n . ti o e ha n e a n co e l o y t m s sa l s mpttc l .Alo a — u — pt z to 日 o lme t I spr v d t t u c r i ls d—o p s se i tb e a y t o ia l y s s b o i a in mi c n r le s f r l td. i ll a lu ta ie e a l s p o i e o de n ta e t e a pl a iiy o e p o o e o tolr i o mu a e F na y, n il sr t x mp e i r v d d t mo sr t h p i b lt ft r p s d v c h
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第2 4卷第 6 期
2 0 年 6 月 08
商 丘 师 范 学 院 学 报
J U N L O H N Q U T A H R O L G O R A F S A G I E C E SC L E E
Vo . 4 1 2 No 6 .
子 验 证 了此 方 法 的 可行 性 .
关键词 : 不确定 ; 时滞 ; 奇异 系统 ; 控制 ; 性能控 制 日 保 中图分 类号 :2 1 0 3 文献标识 码 : A 文章编号 :62—30 (0 8 0 0 1 — 5 17 6 0 20 )6— 0 8 0

不确定离散时滞系统的时滞无关鲁棒状态反馈控制

不确定离散时滞系统的时滞无关鲁棒状态反馈控制
p n v稳定 性理论 , 出鲁棒稳 定化 控制器 一种 新 的方法 , uo 提 得到 这类 离散 不确定 线性 时滞 系统 可鲁 棒镇定 的
充 分条件. 文献 [ ] 2 讨论 了一类 离 散线性 时滞不 确定 系统 的鲁 棒控制 问题 , 利用 L a u o y p n v方法 , 结合矩 阵不
尤为 重要. 年来 , 近 离散 系统 的鲁棒稳 定性 问题 已有 了广泛 深入 的研究 , 取得 了丰 硕 的成果 [ I . 并 I I 文献 E ] -] 1 研 究 了具 有 时变不确 定参数 的 离散线 性 时滞 系统 的鲁棒 控 制 问题 , 中不 确定 性 满 足 匹配 条件 , 用 L a 其 利 y—
古 师 范 大 学 学报 ( 自然 科 学 汉文 版 )
J u n l fI n r Mo g l r 1Un v r iy ( t r lS in e Ed t n o r a n e n o i No ma i e st Na u a ce c ii ) o a o
法 , 合 矩 阵不 等 式 性 质 。 出 可设 计 系统 状 态 反 馈 控 制 律 的充 分 条件 , 是 时 滞无 关 的 . 得 结 果 基 于 相 应 的 线 结 给 且 所
性 矩 阵 不 等 式 ( MI的解 , 用算 例验 证 了 结果 的有 效 性 . L ) 并 关 键 词 : 入 时 滞 ; 散 系 统 ; 性 矩 阵 不 等 式 ; 态 反 馈 控 制 律 输 离 线 状
性 问题 . 于 L a u o 基 y p n v稳定 性理论 , 结合 矩阵 不等式 性质 , 设计 了该 系 统 的状 态反 馈控 制 律 , 得 结果 基于 所 相应 的线性矩 阵不 等式 的解 , 且形 式简 单 、 于操作 . 并 易 最后 给 出算例 , 明 了本 文方法 的有 效性 . 证

不确定广义时滞系统的时滞依赖鲁棒H∞控制

不确定广义时滞系统的时滞依赖鲁棒H∞控制

During the past decade, many important and interesting results have been reported on the robust H∞ controller design for uncertain time-delay systems by various methods[1−2] . Recently, the robust H∞ control problem for uncertain singular time-delay systems has also been considered. These methods may be classified into two categories: delay-independent cases[3−5] and delay-dependent cases. Generally speaking, delay-independent cases are likely to be conservative, especially when the time delays are small. [6−9] investigated the delay-dependent H∞ control problem for singular time-delay systems and several sufficient conditions for the solvability of this problem were proposed by linear matrix inequality (LMI) approach. However, in order to make use of the results of [6−7], the considered system should be transformed into an augmented system, where the elements of system matrices are used. This not only makes the results inapplicable to uncertain singular time-delay systems but also renders the analysis and design procedure relatively intricate and unreliable. The delay-dependent robust H∞ control problem for uncertain singular time-delay systems was considered in [10−12], where some sufficient conditions for the existence of H∞ controller were proposed and the obtained design methods are formulated in terms of nonstrict LMIs whose solutions are difficult to calculate since equality constraints are often fragile and usually not met perfectly. To the best of our knowledge, the delay-dependent robust H∞ control problem for uncertain singular time-delay systems has not yet been fully investigated. Particularly, strict LMI-based condition has never been reported in the published works. This paper deals with the problem of delay-dependent robust H∞ control for uncertain singular time-delay systems. A delay-dependent sufficient condition is established, which guarantees the nominal system to be regular, impulse free, and stable with disturbance attenuation level γ . Based on this, the delay-dependent robust H∞ control problem is solved and a strict LMI-based design method of the desired controller is proposed. Two numerical examples are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed results.

《T-S模糊时滞系统的稳定性分析及H_∞滤波》

《T-S模糊时滞系统的稳定性分析及H_∞滤波》

《T-S模糊时滞系统的稳定性分析及H_∞滤波》篇一T-S模糊时滞系统的稳定性分析及H∞滤波一、引言在控制系统的研究领域中,T-S模糊时滞系统的稳定性分析以及H∞滤波器设计一直是重要的研究方向。

随着复杂系统日益增多,对于这些系统的性能要求也日益提高。

其中,T-S模糊模型由于其能够有效地描述非线性系统,已被广泛应用于各种复杂系统的建模。

然而,由于时滞的存在以及外部干扰的影响,系统的稳定性问题及滤波器的设计变得尤为关键。

本文将针对T-S模糊时滞系统的稳定性进行分析,并探讨H∞滤波器的设计方法。

二、T-S模糊时滞系统的稳定性分析T-S模糊时滞系统是一种基于T-S模糊模型的时滞系统,其模型能够有效地描述具有时滞特性的非线性系统。

然而,由于时滞的存在,系统的稳定性往往受到挑战。

因此,对T-S模糊时滞系统的稳定性进行分析具有重要的理论意义和实际应用价值。

(一)模型描述首先,我们需要对T-S模糊时滞系统进行建模。

该模型通常由一系列的模糊规则和相应的动态方程组成。

每个模糊规则描述了系统在不同状态下的行为,而相应的动态方程则描述了系统状态的变化。

在建模过程中,我们需要考虑时滞因素的影响,以便更准确地描述系统的动态行为。

(二)稳定性分析方法对于T-S模糊时滞系统的稳定性分析,我们可以采用Lyapunov-Krasovskii泛函方法。

该方法通过构造适当的Lyapunov 泛函,对系统的能量进行估计,从而判断系统的稳定性。

在分析过程中,我们需要考虑时滞的上下界以及系统状态的变化情况,以便得到更准确的稳定性条件。

(三)数值仿真及结果分析为了验证所提出的稳定性分析方法的有效性,我们可以进行数值仿真实验。

通过对比不同参数下的系统响应,我们可以观察到系统在不同条件下的稳定性变化情况。

此外,我们还可以通过绘制相图、时间响应曲线等方式,直观地展示系统的动态行为。

通过对仿真结果的分析,我们可以得出T-S模糊时滞系统稳定性的条件及影响因素。

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[5] [6]
835
Í
Þ
q ξ (k ) = ξ1 (k ) · · · ξr (k ) Mij (j = 1, · · · , r) x(k ) ∈ Rn u(k ) ∈ Rm w (k ) ∈ Rl z (k ) ∈ Rp d>0 x(k ) = 0, ∀d k 0. ∆Ai (k ) ∆Adi (k ) ∆Bi (k ) = DF (k ) Ei Edi Ebi , D, Ei , Edi Ebi F (k ) F T (k )F (k ) I, ∀k . (PDC) Controller rule i: IF ξ1 (k ) is Mi1 and · · · and ξr (k ) is Mir THEN u(k ) = Ki x(k ),
410083)
Abstract Problems of stability and H∞ control for discrete-time T-S fuzzy systems with state delay and uncertainties are discussed. A new delay-dependent stability criterion is first proposed by defining an appropriate Lyapunov function. Then, the sufficient conditions for the existence of H∞ fuzzy state-feedback controller is investigated in terms of linear matrix inequality(LMI). Finally, an iterative algorithm is provided for the optimal design of the H∞ controller. Key words T-S fuzzy system, delay-dependent, robust control, linear matrix inequality
k −1 q q
(P + dT )y (k ) −
l= k − d
y T (l)T y(l) + 2ηT (k )M x(k + 1) −
i=1 j =1
hi (ξ (k ))hj (ξ (k ))·
k −1
Aij x(k ) + Adi x(k − d) + B1i w(k )
+ 2η T (k )N x(k ) − x(k − d) −
y (l)
l= k − d
Ð ¿ ¥ À 1,
k −1 k −1
(6)
−2ηT (k )N (7)
y (l)
l= k − d
dη T (k )N T −1 N T η(k ) +
l= k − d
y T (l)T y(l)
(7)
Æ
∆V (k )
(6),
¸´À
q q
hi (ξ (k ))hj (ξ (k ))η T (k )Ξij η (k )

Ò
Lyapunov H∞
Delay-Dependent H ∞ Control for Uncertain Discrete-Time Delay Fuzzy Systems
CHEN Zhi-Sheng1
1
PENG Ke2
LI Yong-Gang3
ZHANG Tai-Shan3
(School of Energy and Power Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410076) 2 (College of Engineering, Hunan Normal University, Changsha 410081) 3 (School of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha (E-mail: czs9988@)
T T M3 , N T = N1 [8,9] T N2
(5)
T N3 ,
Þ
T ηT (k ) = xT (k ) xT (k − d) y T (k ) , M T = M1 Ml , Nl (l = 1, 2, 3)
±Á¸
¯ ¥ ½ ² ¥ ¹Ã
É ℄΢
∆V (k ) = V (k + 1) − V (k ) = xT (k )S x(k ) + 2xT (k )P y (k ) − xT (k − d)S x(k − d) + y T (k )·
32
Þ
°Â ∗
T T Λ11 = N1 + N1 − M1 (Aij − I ) − (Aij − I )T M1 + S; T T T T T T Λ12 = −N1 + N2 − M1 Adi − (Aij − I ) M2 ; Λ13 = P + N3 + M1 − (Aij − I ) M3 ; Λ22 = T T T T T T T −S − N2 − N2 − M2 Adi − Adi M2 ; Λ23 = −N3 + M2 − Adi M3 ; Λ33 = P + dT + M3 + M3 .
5
Ý

837
T
2
3
T
> 0,
T
1
2
3
i
µopt = min µ Subject to LMI(10)
µ>0
(9)
Θii < 0, i = 1, 2, · · · , q Θij + Θji < 0, 1 i<j q Hij 0 0 0 0 0 0 0 0 −I
Ø ¸¢ Ê¢ ¯ ¢ Í ¾¢ ½ µÆ ¢ ª È µÆ ¢ ½ µ ¾¢ · ű ¢ Í §Å ¸Å¡ ¨ °Â · ±Á ½²¢ ª È ½ ² ¢¡ À Ò Ð ³ ¾ ½ ¢Þ Ø ¨
T
Plant rule i: IF ξ1 (k ) is Mi1 and · · · and ξr (k ) is Mir THEN x(k + 1) = (Ai + ∆Ai (k ))x(k ) + (Adi + ∆Adi (k ))x(k − d) + (Bi + ∆Bi (k ))u(k ) + B1i w (k ) z (k ) = Ci x(k ), i = 1, 2, · · · , q
(1)
Þ
K i ∈ R m× n
Ú ¢Ë £ ℄΢
x(k + 1) =
q q
½ ¢½²¥ §Í
q
i = 1, 2, · · · , q
(2)
¦¼
(1)
¨
(2),
Ü Â
£ ¸ Æ À
i=1 j =1 q
hi (ξ (k ))hj (ξ (k )) Aij x(k ) + Adi x(k − d) + B1i w(k ) (3)

Λ12 Λ22 ∗
∆V (k ) < 0,
Λ13 Λ23 + dN T −1 N T Λ33
§Í
பைடு நூலகம்
(3)
· Ä Å¥
H∞
½ ¢ ­
Û¨
´ » À© ¨ Æ Ï Ö H ¿ Ç 2. Ì Í (1) Å ± ¸ ρ ,ρ , ¯ ±Á ½ ² P = P > 0, S = S T = T > 0, N , N , N , Y (i = 1, 2, · · · , q ) £½² X, ­ ¬£Ç ±
z (k ) =
hi (ξ (k ))Ci x(k )
i=1
°Â A
ij
= Ai + Bi Kj + DF (k )Ei + DF (k )Ebi Kj ; Adi = Adi + DF (k )Edi ; hi (ξ (k )) =
r
ωi (ξ (k ))/
i=1
ωi (ξ (k )); ωi (ξ (k )) =
∞ 2 2
[7]
T
T
T
T
−1
[8]
T
T
T
−1
T
T
T
T
T
T
T
T
1
2
3
1
2
3
i
Ψii < 0, i = 1, 2, · · · , q i<j q
Ψij + Ψji < 0, 1
(4)
836
Ë
Λ11 ∗ Ψij = ∗ ∗ Λ12 Λ22 ∗ ∗
¦
Λ13 Λ23 Λ33 ∗
Ú
dN1 dN2 , dN3 −dT i, j = 1, 2, · · · , q
j =1
Mij (ξj (k )), 0
ωi (ξ (k ))
1.
Ã Û ¹ Ç ° ± Ì Í (1), PDC ½ (2), § Í (3) Î ¬ Ä Å¢¡ À H ª È ½ Ñ Õ z < γ w . 2 ×ÆÇ Ð 1 . Ì ±Á ½ ² X ,Y µ Å ½ ² R, X Y + Y X X RX + Y R Y . Ð 2 . Å ±Á ½ ² Q = Q ,D,E R = R > 0, Ì ½ À F F R F , ¡´ ǫ>0 Q + ǫ DD + ǫE RE < 0 ¶ Å ¢ Q + DF E + E F D < 0. ² ª È µÆ w = 0 ¢ É § Í (3) Ä Å Ñ ¥ Ç 1. Ì § Å Í (1), § Í (3) · Ä Å » ±Á ½ ² P = P > 0, S = S > 0, T = T > 0, M , M , M , N , N , N , K (i = 1, 2, · · · , q), À
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