长时滞采样系统非脆弱控制与滤波问题研究

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1、国内图书分类号：TP273工学博士学位论文长时滞采样系统非脆弱控制与滤波问题研究博士研究生：导师：申请学位级别：学科、专业：所在单位：答辩日期：授予学位单位：．王世刚武俊峰．工学博士电力系统及其自动化电气与电子工程学院‘2014年1月哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP273lIIIIIIUlllllllrMIIIIIlulllullIIIIIIIlY2509334ADissertationfortheDoctorDegreeofEngineeringRESEARCHONPROBLEMSOFNON．FRA

2、GILECONTROLANDFIIJERINGOFSAMPLED．DATASYSTEMCandidate：WITHLONGTIME．DELAYSupervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Specialty：DateofOralExamination：University：ShigangWangJunfengWu．．DoctorofEngineeringPowerSystemandAutomationJanuary,2014HarbinUniversityof．ScienceandTechno

3、logy哈尔滨理工大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的博士学位论文《长时滞采样系统非脆弱控制与滤波问题研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读博士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：砂}妒年≥月彳目哈尔滨理工大学博士学位论文使用授权书《长时滞采样系统非脆弱控制与滤波问题研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读博士学位期间在导

4、师指导下完成的博士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。f不保蜊。(请在以上相应方框内打4)作者签名：别导师签名：日期幽llf年；月妇日期：必lj侔弓月诟摘要随着数字技术的迅速发展，采样控制技术广泛应用于焊接工业

5、、航空航天、信号处理、地震预测等领域，将采样控制技术和非脆弱控制理论相结合产生了采样系统的非脆弱控制与滤波研究方向，在采样系统中，当采样的对象是具有时滞项的，并且时滞大于一个采样周期，通常被称为长时滞采样系统。对此系统的研究内容可分为稳定性分析、非脆弱控制器设计、观测器设计以及滤波等问题。针对长时滞采样系统的时滞处理方法有分布直接处理方法和集中增广处理方法。本文利用这两种方法，对长时滞采样系统进行了深入研宄和讨论，主要工作包括如下几个方面。首先，在离散域框架下，建立长时滞采样系统模型，在模型建立过程中充分考虑了系统时滞

6、与采样周期的关系，从而将采样系统被控对象的状态长时滞，转化成离散系统的两个连续状态时滞，并对模型中的两个连续状态时滞分别采取集中增广方法和分布直接方法进行处理，并将Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术相结合，提出长时滞采样系统稳定的充分条件，并在分布直接处理方法中，引入自由权矩阵和合同变换矩阵，使得求解稳定充分条件的计算负担减小，并基于线性矩阵不等式的求解，提出了非脆弱控制器的设计方法。其次，对于己建立的长时滞采样系统模型，当系统的极点位于在单位圆内的圆域时，通过线性变换就可将单位圆内的圆域变换为单位圆，从而

7、，将其系统的D一稳定性问题转化为与其等价的渐近稳定问题，通过构建二次Lyapunov函数和求解线性矩阵不等式，提出了长时滞采样系统的D一稳定分析方法，和非脆弱控制器设计方法。再次，对已建立的长时滞采样系统，当系统的状态未知或部分已知时，利甩状态反馈己不能解决其系统的分析与综合问题。因此，需要用观测器对系统进行状态重构，基于Lyapunov函数，研究了观测误差系统的稳定性分析和综合问题。在LMI的求解过程中，解决了非线性项与线性项的转化问题。进而，提出了非脆弱观测器和控制器的设计方法，并使其系统满足一定的以扰动衰减性能指

8、标。哈尔滨理工火学工学博士学位论文最后，对已建立的长时滞采样系统，当系统状态未知，并且系统存在非t高斯有界噪声时，对系统进行状态估计。通过建立滤波系统的误差模型，并将Lyapunov稳定性理论与线性矩阵不等式技术相结合，提出滤波误差系统稳定的充分条件，并保证系统具有一定的日。扰动衰减性能和无源性能，并通过求解LMI，分别提出了非脆