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广义马氏跳变系统在一般转移速率下的控制器设计
优质期刊推荐Markovian跳变非线性系统的自适应输出跟踪控制研究--《燕山大学》2016年博士论文
Markovian跳变非线性系统的自适应输出跟踪控制研究
【摘要】：Markovian跳变系统是一类特殊的随机混杂系统,广泛存在于诸如化工过程、电力系统、飞行器系统、船舶导航系统等实际工程领域。其中Markovian跳变非线性系统的控制研究是当前控制理论研究的热点和难点,跳变行为使系统动态变得异常复杂,增加了这类系统的控制难度和复杂程度。本文分别针对具有模态转移率部分未知、未建模动态、时变时滞、输入饱和等特性的Markovian跳变非线性系统,展开了输出跟踪控制问题的研究。主要工作如下:首先,研究了一类模态转移率部分未知的Markovian跳变非线性系统的输出反馈跟踪控制问题。基于T-S模糊双线性模型,设计了动态输出反馈控制器;利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出了闭环系统均方渐近稳定的充分条件;通过求解一组线性矩阵不等式得到了控制器增益矩阵。最后通过仿真验证了所设计控制器的有效性。其次,研究了一类具有未建模动态的严格反馈Markovian跳变非线性系统的自适应跟踪控制问题。利用RBF神经网络逼近系统的未知综合非线性函数,并结合自适应估计方法设计了神经网络自适应跟踪控制器。所设计的控制器只需一个自适应参数在线调整,降低了计算的复杂性。理论分析证明了所设计的控制器能够保证闭环系统所有状态的一致最终有界性。再次,研究了一类严格反馈Markovian跳变非线性时滞系统的预设性能自适应跟踪控制问题。通过误差等效变换将预设性能跟踪控制问题转化为稳定性问题;通过构造合适的Lyapunov泛函抵消了不确定时滞项;采用神经网络逼近方法和自适应估计技术设计了预设性能自适应跟踪控制器。仿真结果表明所设计控制器能有效提高系统的输出跟踪性能。最后,进一步考虑执行器存在饱和约束,研究了一类严格反馈Markovian跳变非线性关联大系统的抗饱和预设性能自适应跟踪控制问题。采用RBF神经网络逼近系统的未知综合非线性函数,并结合自适应估计方法设计了一种抗饱和预设性能自适应分散控制器;通过引入一个动态补偿信号参与控制器的设计,降低了抗饱和控制器的设计难度。仿真结果验证了所设计的具有抗饱和作用的控制器对改善系统跟踪控制性能的有效性。
【关键词】：
【学位授予单位】：燕山大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2016【分类号】：TP13【目录】：
摘要5-7Abstract7-11第1章 绪论11-23 1.1 课题研究的背景和意义11-12 1.2 Markovian跳变系统的基础知识简介12-15 1.3 Markovian跳变系统的研究现状15-20
1.3.1 Markovian跳变线性系统的研究现状15-16
1.3.2 具有非线性扰动的Markovian跳变随机系统的研究现状16-17
1.3.3 基于T-S模糊模型的Markovian跳变非线性系统的研究现状17-18
1.3.4 具有下三角结构的Markovian跳变非线性系统的研究现状18-19
1.3.5 Markovian跳变非线性关联大系统的研究现状19-20 1.4 本文的主要研究内容20-23第2章 模态转移率部分未知的Markovian跳变非线性系统的动态输出反馈控制23-36 2.1 引言23-24 2.2 问题描述24-25 2.3 模糊动态输出反馈控制器设计25-32 2.4 数例仿真32-35 2.5 本章小结35-36第3章 具有未建模动态严格反馈Markovian跳变非线性系统的自适应跟踪控制36-57 3.1 引言36-37 3.2 问题描述与预备知识37-40
3.2.1 问题描述37-38
3.2.2 RBF神经网络38-40 3.3 控制器设计与稳定性分析40-49
3.3.1 神经网络自适应跟踪控制器设计40-48
3.3.2 稳定性分析48-49 3.4 仿真研究49-56
3.4.1 数例仿真49-54
3.4.2 伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统特例仿真54-56 3.5 本章小结56-57第4章 严格反馈Markovian跳变非线性时滞系统的预设性能自适应跟踪控制57-78 4.1 引言57 4.2 问题描述与预备知识57-60
4.2.1 问题描述57-58
4.2.2 性能约束条件和误差转换58-60 4.3 控制器设计与稳定性分析60-70
4.3.1 预设性能自适应跟踪控制器设计60-68
4.3.2 稳定性分析68-70 4.4 仿真研究70-77
4.4.1 数例仿真70-73
4.4.2 连续搅拌反应釜系统实例仿真73-77 4.5 本章小结77-78第5章 Markovian跳变非线性关联系统的抗饱和预设性能自适应分散跟踪控制78-100 5.1 引言78 5.2 问题描述与准备78-82
5.2.1 问题描述78-81
5.2.2 性能约束条件及误差转换81-82 5.3 控制器设计与稳定性分析82-93
5.3.1 抗饱和预设性能自适应分散跟踪控制器设计82-91
5.3.2 稳定性分析91-93 5.4 数例仿真93-99 5.5 本章小结99-100结论100-102参考文献102-114攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果114-116致谢116-117作者简介117
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%亲自验证,绝对可用!% Matlab实现离散信道容量的迭代算法% 功能：利用迭代算法计算离散信道的容量%C：信道容量%P：转移概率矩阵%B：中间变量矩阵%e:信道容限,一般选0.00001%X：输入概率分布%n：迭代次数function channel_cap(P,e)n=0;C=0;C_0=0;C_1=0;[r,s]=size(P);for i=1:r if(sum(P(i,:))~=1)%检测概率转移矩阵是否行和为1.error('概率转移矩阵输入有误!')
end for j=1:s if(P(i,j)1)%检测概率转移矩阵是否负值或大于1 error('概率转移矩阵输入有误!')
end end endX=ones(1,r)/r;A=zeros(1,r);B=zeros(r,s);while(1) n=n+1; for i=1:r for j=1:s B(i,j)=log(P(i,j)/(X*P(:,j))+eps); end A(1,i)=exp(P(i,:)*B(i,:)'); end C_0=log2(X*A'); C_1=log2(max(A)); if (abs(C_0-C_1)
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Markov系统矩阵未知情况下的控制器设计
针对Markov系统矩阵参数未知的实际情况，提出一种基于状态反馈控制与自适应控制相结合的控制方法。基于线性矩阵不等式技术给出相应控制器参数的求解条件。与现有大多数自适应控制方法相比，所提方法不仅使估计误差几乎处处有界，而且原系统的系统状态几乎处处渐近稳定，具有较好的收敛特性。在所得结果的基础上，进一步讨论了转移速率部分未知时的相关控制问题。数值算例验证了所提出的设计方法的有效性。
Abstract：
For the stabilization problem of Markovian jump systems, whose system matrices are unknown, a kind of controller containing state feedback control and adaptive control simultaneously is proposed. Based on the linear inequality matrix technique, the corresponding parameters needed in the designed controller can be solved easily. Compared with some existing adaptive methods, not only the estimated errors are bounded almost surely, but also the states of the resulting closed-loop system are asymptotically stable almost surely. In this sense, the adaptive control method has a better convergence performance in terms of system states asymptotically stable in probability. Furthermore, more extension on the transition rate matrix being partially unknown is considered. A numerical example is given to illustrate the effectiveness of the proposed method.
WANG Guo-liang
作者单位：
辽宁石油化工大学 信息与控制工程学院,辽宁抚顺,113001
ISTICEIPKU
年，卷(期)：
Keywords：
在线出版日期：
基金项目：
国家自然科学基金项目(40)；中国博士后科学基金项目()；辽宁省高等学校优秀人才支持计划项目(LJQ2013040)；辽宁省自然科学基金项目
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n. 神射手；不能用笔署名者
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