為適應(yīng)近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及大型工程技術(shù)的需要,人們提出了非傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型描述的廣義系統(tǒng)。信息傳遞等因素致使系統(tǒng)普遍存在滯后現(xiàn)象[1,2],因而人們又提出滯后廣義系統(tǒng)[3,4]。滯后廣義系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜[4],既不同于無滯后的廣義系統(tǒng),又不同于通常的滯后系統(tǒng)。
H∞控制理論是魯棒理論的一個(gè)重要分支,近年來隨著無滯后線性系統(tǒng)H∞理論的日趨成熟和完善,滯后線性系統(tǒng)的H∞理論也得到了相應(yīng)的發(fā)展[5,6]。但由于廣義滯后系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,致使對(duì)滯后廣義系統(tǒng)的H∞控制問題的研究仍處于初級(jí)階段[4]。本文利用線性矩陣不等式方法,討論一般的廣義時(shí)滯系統(tǒng)H∞控制問題,給出了問題可解的一個(gè)充分條件以及控制器設(shè)計(jì)。
1 問題描述與預(yù)備知識(shí)
考慮如下線性廣義時(shí)滯系統(tǒng)
(1)
其中:為系統(tǒng)的狀態(tài)變量,
為控制輸入,
為干擾輸入,
為控制輸出,
>0為滯后常數(shù),
為任一連續(xù)的滿足相容性條件的初始函數(shù),各系數(shù)矩陣為適維常陣。特別地,
=p<n。不失一般性,假設(shè)Cz,B1和D1都為零矩陣,否則可通過狀態(tài)擴(kuò)維方式將系統(tǒng)(1)轉(zhuǎn)化為
本文的目的是設(shè)計(jì)無記憶的狀態(tài)反饋
(2)
其中為常陣,使得系統(tǒng)(1)與反饋控制器(2)構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)
(3)
滿足如下條件:1)內(nèi)穩(wěn)定;2)表示從干擾輸入W(t)到被控輸出 Z(t)的傳遞函數(shù),
>0為給定常數(shù)。
設(shè)有滯后廣義系統(tǒng)
(4)
其中:
且連續(xù),
(5)
在給出穩(wěn)定性概念之前,還需引用如下記號(hào):
(9)
其中,則系統(tǒng)(1)的H∞控制問題有解,即系統(tǒng)(3)內(nèi)穩(wěn)定,且滿足H∞范數(shù)界
2主要結(jié)果
證明 引理2中(7)的第二個(gè)不等式等價(jià)于下式
則將引理1的結(jié)果應(yīng)用于引理2即可得定理1。
下面給出系統(tǒng)(3)內(nèi)穩(wěn)定且滿足H∞范數(shù)界,即的一個(gè)充分條件。
證明 ,則
將引理1中的結(jié)果應(yīng)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(bǔ)引理可將(8)式簡化成下列不等式
將引理1的結(jié)果應(yīng)用到引理4即可得定理3。
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