鲁棒控制线性时滞系统的鲁棒控制器设计与仿真毕业论文

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1、摘要鲁棒控制一直是国际自控界的研究热点，对于一个控制系统，若使得闭环系统是稳定的，则有必要在设计稳定化控制器的时候，考虑可能出现的不确定因素以及时间滞后因素，这就是线性不确定时滞系统的鲁棒控制器设计问题。本文的主要研究内容包括：首先综述了鲁棒控制理论的发展和线性矩阵不等式方法的发展现状；然后针对线性不确定系统和线性不确定时滞系统，研究这些系统的状态反馈鲁棒控制器的设计方法,基于线性矩阵不等式(LMI)和Lyapunov稳定性理论，研究线性不确定系统、线性不确定时滞无关系统以及线性不确定时滞相关系统的渐近稳定的充分条件，得到它们的鲁棒控制器设计方法，并根据

2、设计实例进行了仿真研究，结果表明系统稳定。关键词：鲁棒控制；不确定性；线性时滞系统；状态反馈AbstractRobustcontrolisthefocusintheresearchofInternationallycontrolledsector，foracontrolsystem,ifmakesitsclosed-loopsystemisstable,itwillbenecessarytoconsiderthepossibleuncertainandtime-delayfactorswhenwedesignstabilitycontrollers.Th

3、isisdesignproblemoflinearuncertaintime-delaysystemsrobustcontroller.Summarilythecontentsofthispaperareoutlinedasfollows:first,itsummarizethedevelopmentofrobustcontroltheoryandlinearmatrixinequalityapproach;then,forthelinearuncertainsystemandthelinearuncertaintime-delaysystemsrese

4、archtherobuststabilityconditionsanddesigntechniqueofrobustcontrollerforthesesystems,baseonthelinearmatrixinequality(LMI)andLyapunovstabilitytheory,asufficientconditionforlinearuncertainsystem,linearuncertaindelay-independentsystemandlinearuncertaindelay-dependentsystemtobeasympto

5、ticallystableispresented,gettingthedesigntechniqueoftheircontroller,andaccordingtodesignexamplesandthesimulationstudy,theresultsshowthatthesystemisstable.Keywords:robustcontrol;uncertainty;lineartime-delaysystem;statefeedback目录第1章概述11.1时滞系统概述11.2鲁棒控制理论概述21.3本文研究的主要内容5第2章预备知识62.1线

6、性矩阵不等式基础62.2一些常用的基本引理102.3本章小结11第3章线性时滞系统时滞无关的状态反馈控制123.1引言123.2线性不确定系统的鲁棒控制器设计123.3线性不确定时滞系统时滞无关鲁棒控制器设计153.4具有时滞项不确定的线性时滞系统时滞无关鲁棒控制器设计193.5本章小结23第4章线性时滞系统时滞相关的状态反馈控制244.1引言244.2线性不确定时滞系统时滞相关鲁棒控制器设计244.3本章小结30结论31参考文献32致谢33附录34第1章概述1.1时滞系统概述时滞是客观世界和工程技术中普遍存在的问题。近年来对时滞系统的研究得到了众多学者

7、的广泛关注，并取得了丰硕的成果。在实际系统如电子网络、微波振荡器、核反应堆、化学过程、手动控制、水力远程传送等过程中均存在时滞。引起时滞的主要因素：系统变量的测量、系统设备的物理性质、物质及信号的传递等。时滞的存在使得系统的分析和综合变得更加复杂和困难，且时滞的存在往往是系统不稳定和系统性能变差的根源。正是由于时滞系统在实际中的大量存在，以及时滞系统分析和控制的困难性，使得时滞系统的分析和综合一直是控制理论和控制工程领域中研究的一个热点问题[1]。目前关于时滞系统的研究成果从结论的角度可分为两类：依赖于时滞的和不依赖于时滞的。在20世纪80年代以前，提出

8、的关于时滞系统的结论基本上都是与时滞的大小无关的，也就是说在进行系统稳定性或其它