若干类大系统的控制器设计与应用

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1、东北大学博士学位论文摘要大系统是一种具有特殊结构的互联系统。为了充分利用大系统的特殊结构性质，本文研究了正常大系统和广义大系统的鲁棒与分散控制问题。本文的研究成果表明通过利用大系统的结构性质，可以比较容易地得到使系统稳定的充分条件。主要工作有以下几个方面：(1)通过广义大系统的一些性质和特殊的结构，本文将根轨迹方法推广到带有结构性扰动的线性时不变广义系统，以分析其渐近稳定鲁棒性能，并得到系统鲁棒稳定的一些充分条件。(2)就具有输入饱和的组合系统的分散控制、鲁棒控制问题进行探讨。利用M矩阵理论和Lyapuno,v方法以及代数R

2、iccati方程，给出了具有输入饱和对称组合系统分散全局、半全局镇定和鲁棒分散镇定的充分条件。(3)给出了一个使滞后相似组合大系统镇定的分散鲁棒控制器的设计方法，通过该方法使代数Riccati方程求解得到了简化。并从一般性角度定义广义分散控制系统的输出能控性，得到了这类系统输出能控的充分必要条件。(4)在研究复杂大系统控制问题的基础上，应用其状态方程和性质，尝试将控制理论应用到实际的控制工程中，经测试得到了比较满意的结果。关键词：复杂大系统，广义大系统，鲁棒控制，分散控制，Lyapunov方程，代数Riccati方程第i页东

3、北大学博士学位论文AbstractLarge—scalesystemshavespecialinterconnectionstructure．Inordertomakegooduseofthecharacterofthesesystems，therobustandthedecentralizedcontrolproblemsofnormalsystemsandsingularsystemsarestudiedinthisdissertation．Throu曲theresults，wecaneasilyobtainsomesu

4、fficientconditionsforthestabilityofsystems．Mainpointsareasfollows：(1)Bythecharactersandthespecialstructureofsingularsystem，theroot—locusapproachisgeneralizedtostructureperturblineartime—invariantsingularsystems，whichisusedtoanalysisasymptoticalstability．Somesuffici

5、entconditionsofrobuststabilityforthesystemsa陀obtained．．’(2)Decentralizedcon仰1．．androbustcontrolofcompositesystemswithinputsaturationarediscussed．UsingMmatrixestheory,LyapunovmethodandRiccatiequation，thesufficientconditionforsemiglobalstabilization，decentralizedrobu

6、ststabilizationproblemisinvestigated．(3)Anapproachofdecentralizedcontrolforaclassofsimilaruncertaincompositelarge—scalesystemswitlldelaysispresented．Throughthemethod．theprocessofsolvingthealgebraicRiccatiequationissimplified．Anewconceptofoutputcontrollabilityforsin

7、gulardecentralizedcontrolsystemsisdefinedinacommonpointofviewandasufficientandnecessaryconditionforoutputcontrollabilityofdecentralizedsingularcontrolsystemsisobtained．(4)Onthebaseofthestudyofcomplexcontrolsystems，usingthestateequationandthecharacters，itistriedthat

8、thecontroltheoryisappliedintotheengineering，andthegoodresultsareobtmnedbytesting．Keywords：complexsystem，singularsystem，robustcontrol，decentralize