一类线性切换系统的优化控制策略研究

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1、硕士论文一类线性切换系统的优化控制策略研究摘要切换系统是一类重要的混杂系统，是指由一组连续或离散动态子系统组成，并按某种切换规则在各子系统间切换的动力系统。切换控制在很多实际系统中得到了应用，切换系统的研究具有很重要的应用价值和理论意义。本文研究了离散切换系统、含阶跃干扰的切换系统、离散时滞切换系统、无限时间时滞切换系统的最优控制问题。主要内容如下：(1)研究了一类离散线性切换系统在切换时间、切换次数固定的情况下的二次最优控制问题，采用离散动态规划的方法，将多级决策过程分解成一系列易于求解的单级决策过程，求出最优控制序列和最优切换序列，并给出算法。(2)研究了一类

2、含阶跃干扰的切换系统的二次最优控制问题，其中切换序列、切换次数固定，采用动态规划的方法，利用多级决策，求出最优切换时刻和最优控制输入，并运用改进的遗传算法完成最优搜索。(3)通过将离散时滞切换系统转化为非时滞切换系统，研究了离散时滞切换系统的最优控制问题，建立了相应的增广系统方程，进而运用最优控制理论研究其反馈控制律，利用动态规划原理，给出了最优控制的设计方法。(4)研究了一类无限时间线性时滞切换系统的二次最优控制问题。通过引入Hamilton．Jacobian．Bellman(HJB)不等式，将最优控制设计问题转化成最优控制性能上界的优化问题及性能下界的求取问题

3、。关键词：切换系统，阶跃干扰，动态规划，遗传算法，时滞，线性矩阵不等式AbstractAswitchedsystemisaclassofhybridcomposedofseveraldynamicalsubsystemsandaswitchinglawthatspecifiestheactivesubsystemateachinstantoftime．Switchedsystemsariseinmanyengineeringapplications．Itisofgreatpracticalvalueandtheoreticalsignificancetoinves

4、tigateswitchedsystems．ThisthesisconcemswithsomeIssuesrelatedtotheoptimalcontrolofswitchedsystems，suchasthediscrete-timeswitchedsystems，switchedsystemswithstepperturbation，discreteswitchedsystemswithtime-delay,infinitetimeswitchedsystemswithtime．delay．Themaincontributionsaresummarizeda

5、sfollows：(1、)Thequadraticoptimalcontrolforaclassofdiscretelinearswitchedsystemswiththeswit6hedtimeandswitchednumberfixedisstudiedinthispaper，bymeansofdiscretedynamicprogrammingprinciple，wedisintegrateamultistagedecisionprocessesintoaserlesofsingledecisionprocesswhichiseasytofindsoluti

6、ons，andgivetheoptimalcontrolsequenceandtheoptimalswitchedsequence．(2)Thequadraticoptimalcontrolforaclassofswitchingsystemswithstepperturbation15investi．gated，whiletheswitchingsequenceandswitchingfrequencyisfixed．Basedondynamicprogrammingprinciple，usingmultileveldecision，wecalculatedth

7、eoptimalswitchingtimeandoptimalcontrolinput．inaddition,bymakinguseoftheimprovedgeneticalgorithm，theoptimalsearchingisaccomplished．．(3)Bytransformingthediscreteswitchedsystemswithtime-delayintonon·time’delayswitchedsystems，theoptimalcontrolofdiscreteswitchedsystemswithtime．-flclay15pro

8、posed