為適應近代科學技術的發展以及大型工程技術的需要,人們提出了非傳統數學模型描述的廣義系統。信息傳遞等因素致使系統普遍存在滯后現象[1,2],因而人們又提出滯后廣義系統[3,4]。滯后廣義系統的結構相當復雜[4],既不同于無滯后的廣義系統,又不同于通常的滯后系統。
H∞控制理論是魯棒理論的一個重要分支,近年來隨著無滯后線性系統H∞理論的日趨成熟和完善,滯后線性系統的H∞理論也得到了相應的發展[5,6]。但由于廣義滯后系統結構的復雜性,致使對滯后廣義系統的H∞控制問題的研究仍處于初級階段[4]。本文利用線性矩陣不等式方法,討論一般的廣義時滯系統H∞控制問題,給出了問題可解的一個充分條件以及控制器設計。
1 問題描述與預備知識
考慮如下線性廣義時滯系統
(1)
其中:為系統的狀態變量,
為控制輸入,
為干擾輸入,
為控制輸出,
>0為滯后常數,
為任一連續的滿足相容性條件的初始函數,各系數矩陣為適維常陣。特別地,
=p<n。不失一般性,假設Cz,B1和D1都為零矩陣,否則可通過狀態擴維方式將系統(1)轉化為
本文的目的是設計無記憶的狀態反饋
(2)
其中為常陣,使得系統(1)與反饋控制器(2)構成的閉環系統
(3)
滿足如下條件:1)內穩定;2)表示從干擾輸入W(t)到被控輸出 Z(t)的傳遞函數,
>0為給定常數。
設有滯后廣義系統
(4)
其中:
且連續,
(5)
在給出穩定性概念之前,還需引用如下記號:
(9)
其中,則系統(1)的H∞控制問題有解,即系統(3)內穩定,且滿足H∞范數界
2主要結果
證明 引理2中(7)的第二個不等式等價于下式
則將引理1的結果應用于引理2即可得定理1。
下面給出系統(3)內穩定且滿足H∞范數界,即的一個充分條件。
證明 ,則
將引理1中的結果應用到引理3即可證明定理2(證明略)。
定理3若存在矩陣滿足如下矩陣不等式
證明 使用兩次Schur補引理可將(8)式簡化成下列不等式
將引理1的結果應用到引理4即可得定理3。
參考文獻
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廖勇,曾建平 (廈門大學自動化系,福建 廈門,361005)