區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)反饋控制研究.pdf

1、模糊控制可以處理復雜非線性系統(tǒng)，并已成功地應用到了許多工業(yè)領域。T-S模糊模型是由非線性模糊權重將一系列線性子模型光滑連接而成的全局模型，它可以在凸緊集內(nèi)以任意精度逼近任意光滑非線性函數(shù)。近年來，基于T-S模型的非線性系統(tǒng)控制得到了極大地關注與發(fā)展。傳統(tǒng)的T-S模糊控制通常假定模糊權重不包含不確定性信息，進而通過并行分布補償策略設計反饋控制器，在此基礎上，利用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論推導反饋控制器存在的充分條件。然而，在實際應用中，非線性系

2、統(tǒng)常常伴隨著不確定性，例如，具有不確定參數(shù)，包含不可測變量，以及/或具有未知擾動。于是，當用傳統(tǒng)的T-S模糊模型去表示具有參數(shù)不確定性的非線性系統(tǒng)，可能導致T-S模糊模型的模糊權重包含不確定性信息，此時并行分布補償策略將會失效。相對一型模糊集，二型模糊集具有更強的處理不確定性能力，將二型模糊邏輯推廣到T-S模糊模型會增強系統(tǒng)處理不確定性和非線性的能力。本論文利用區(qū)間二型T-S模糊模型表示具有參數(shù)不確定性的非線性系統(tǒng)，進而設計區(qū)間二型模糊

3、反饋控制器，在此基礎上，利用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論推導控制器存在的充分條件。首先，提出了新的區(qū)間二型模糊狀態(tài)反饋控制方法，并且論文的結論比現(xiàn)有文獻的類似結果具有更少保守性。另一方面，實際系統(tǒng)的狀態(tài)通常無法直接量測，論文對輸出反饋控制進行了深入研究，分別得到了靜態(tài)輸出反饋控制器、動態(tài)輸出反饋控制器和基于觀測器的狀態(tài)反饋控制器設計算法。本論文的主要工作包括以下幾個方面:
　　提出了區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)的區(qū)間二型模糊域值切換控制方法。提

4、出的控制器依據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)值進行切換，相對單一全局控制器，提出的控制器具有更強的補償非線性能力。通過考慮上、下隸屬函數(shù)的形狀信息，給出了保證閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的線性矩陣不等式條件。提出條件比文獻中存在條件具有更小的保守性。
　　提出了新的區(qū)間二型模糊狀態(tài)反饋控制器綜合區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)。通過使用模糊李雅普諾夫函數(shù)，給出了基于線性矩陣不等式的隸屬函數(shù)形狀依賴鎮(zhèn)定條件。將上、下隸屬函數(shù)微分信息整合到推導過程，獲得了比文獻結果更加放松的線

5、性矩陣不等式條件。
　　研究了區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)的靜態(tài)輸出反饋控制。通過使用普通二次李雅普諾夫函數(shù)，給出了基于線性矩陣不等式的隸屬函數(shù)形狀獨立鎮(zhèn)定條件。利用上、下隸屬函數(shù)的形狀信息，獲得了具有較少保守性的隸屬函數(shù)形狀依賴鎮(zhèn)定條件。在此基礎上，給出了區(qū)間二型模糊靜態(tài)輸出反饋H∞控制器的線性矩陣不等式設計方法。
　　研究了區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)的動態(tài)輸出反饋H∞控制。為了獲得基于線性矩陣不等式的鎮(zhèn)定條件，將區(qū)間二型閉環(huán)系統(tǒng)表

6、示為開環(huán)廣義系統(tǒng)形式。通過李雅普諾夫穩(wěn)定性理論，給出了保證閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定且滿足給定H∞性能的隸屬函數(shù)形狀獨立鎮(zhèn)定條件。基于上、下隸屬函數(shù)交叉乘積的界信息，定義了松弛矩陣變量，從而獲得了更加放松的線性矩陣不等式條件。
　　研究了基于觀測器的區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)H∞控制。將區(qū)間二型T-S模糊系統(tǒng)表示的被控對象，區(qū)間二型模糊觀測器，以及基于觀測器的區(qū)間二型模糊控制器連接形成區(qū)間二型模糊閉環(huán)系統(tǒng)。利用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論和矩陣不等式技