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线性广义系统基于观测器的严格耗散控制

作　者: 张玉
导　师: 董心壮
学　校: 青岛大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 线性广义系统观测器严格耗散控制线性矩阵不等式
分类号: TP13
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

广义系统是一种更加一般化并且有广泛应用背景的动力系统,是描述、刻划实际控制系统的有力工具,它的提出具有十分深刻的实际应用背景。从70年代以来,关于广义系统理论的研究取得了长足的进展,许多正常系统的结论也相继地被推广到广义系统中。耗散控制理论是界实引理、圆判据定理、H∞理论、Kalman-Yacubovitch引理以及无源理论的广义化。研究耗散控制理论,不仅可以提供解决H∞控制、正实控制和无源控制等问题的统一框架,而且还能揭示许多更深刻的内容。在实际系统中,由于状态变量通常不易直接测得又或由于受到其它条件的限制而无法取得,所以需要利用系统的输入和输出来构造状态观测器,使得观测器的输出逼近状态向量。因此,基于观测器进行控制设计是一个必要的手段和有效的方法。全文主要研究线性广义系统分别基于全维观测器、一般形式全维观测器、降维观测器的严格耗散控制器的设计问题。利用Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)方法,分别得到了满足设计要求的全维状态观测器、一般形式全维观测器、降维观测器及相对应的严格耗散控制器存在的充分条件,并利用线性矩阵不等式(LMI)的解分别给出了它们相应的设计方法,从而保证状态观测器能够渐近地跟踪系统状态、闭环广义系统容许(即正则、稳定、无脉冲)且严格耗散。仿真结果表明设计方法的可行性及有效性。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章绪论  6-14
  1.1 控制理论概述  6-7
    1.1.1 经典时间域控制理论时期  6
    1.1.2 经典频率域控制理论时期  6
    1.1.3 现代控制理论时期  6-7
  1.2 广义系统结构特征及其应用背景  7-9
  1.3 广义系统控制理论发展及研究概述  9-10
  1.4 耗散控制的研究意义及发展现状  10
    1.4.1 耗散控制的研究意义  10
    1.4.2 耗散控制的发展现状  10
  1.5 状态观测器的研究意义及发展现状  10-11
  1.6 课题的研究意义及全文的结构安排  11-14
第二章线性广义系统基于观测器的严格耗散控制  14-24
  2.1 预备知识和问题描述  14-16
  2.2 主要结果  16-20
  2.3 数值算例  20-21
  2.4 小结  21-24
第三章线性广义系统基于一般形式观测器的严格耗散控制  24-40
  3.1 问题描述  24-25
  3.2 状态观测器的设计  25-29
  3.3 严格耗散控制器的设计  29-34
  3.4 数值算例  34-38
  3.5 小结  38-40
第四章线性广义系统基于降维观测器的严格耗散控制  40-52
  4.1 问题描述  40-41
  4.2 降维观测器的设计  41-43
  4.3 严格耗散控制器的设计  43-48
  4.4 数值算例  48-50
  4.5 小结  50-52
第五章结论与展望  52-54
参考文献  54-56
个人简历及攻读学位期间的研究成果  56-58
附录  58-78
致谢  78-81

线性广义系统基于观测器的严格耗散控制

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