非线性随机系统H∞模糊控制：噪声与丢包处理

"这篇研究论文探讨了带有随机噪声和相继丢包的非线性随机系统的基于观测器的H∞模糊控制问题。文章作者包括Ming Gao、Li Shen、Yurong Liu等人，分别来自中国石油大学（华东）、扬州大学、沙特阿拉伯国王阿卜杜拉科技大学和华北电力大学的研究所。文章经历了2015年的修改和审阅过程，并由Z.Wang通信审核。关键词涉及随机系统、H∞控制、T-S模糊模型、乘性噪声和相继丢包。" 正文： 本文主要关注的是一个特殊类型的非线性随机系统，该系统在运行过程中会受到多重噪声干扰以及数据包连续丢失的影响。在这种复杂环境中，设计有效的控制器是极具挑战性的。所研究的系统遵循T-S模糊模型，这是一种广泛应用的非线性系统建模方法，通过将复杂的非线性动态分解为一系列线性子系统来简化分析和控制设计。 H∞控制理论是一种优化控制策略，目标是在确保系统稳定性的同时，最小化系统输出与扰动输入之间的传递函数的无穷范数，从而限制系统对不确定性和干扰的敏感性。在存在随机噪声和数据包丢失的情况下，H∞控制策略需要进行适应性调整以保持系统的性能。 文章指出，由于相继丢包，通信信道的可靠性成为控制系统设计的关键考虑因素。这种现象可能导致信息传输的不完整，进而影响到基于观测器的控制器的设计。观测器是为了估计系统状态而设计的辅助系统，当实际状态无法直接测量时，观测器通过系统输出提供状态信息。在有丢包的情况下，观测器必须能够处理不完整或延迟的信息，这对控制算法的鲁棒性提出了更高要求。 乘性噪声是指噪声与系统变量直接相关，而非仅影响系统动态的线性增益。这使得噪声不仅影响系统的动态特性，还可能改变系统的非线性性质，增加控制设计的复杂性。 为了应对这些挑战，论文提出了一种新的基于观测器的H∞模糊控制方案。该方案结合了模糊逻辑系统，利用其对非线性行为的建模能力，以及针对随机噪声和丢包的适应性机制。通过这种方式，控制器能够有效地抑制噪声的影响，同时保证系统的稳定性和性能指标。 总结来说，这篇研究论文深入研究了在具有复杂不确定性和通信故障的环境中，如何设计和实施一种有效的基于观测器的H∞模糊控制器。通过这种方法，可以为实际工程应用中的非线性随机系统控制提供理论指导和技术支持。