第 31 卷 第 6 期
Vol. 31 No. 6
控 制 与 决 策
Control and Decision
2016 年 6 月
Jun. 2016
交互式凸组合法的混合时滞不确定中立系统的稳定性
文章编号: 1001-0920 (2016) 06-1105-06 DOI: 10.13195/j.kzyjc.2015.0010
李延波, 薛小清
(广西师范学院 数学与统计科学学院,南宁 530023)
摘 要: 针对带分布时滞和离散时滞的不确定中立型系统进行稳定性研究. 基于交互式凸组合方法和下界引理, 通
过构造恰当的李雅普诺夫泛函, 适当分割时滞区间, 处理一组由凸参数逆加权的正函数线性组合 (交互式凸组合), 给
出线性矩阵不等式形式的系统鲁棒稳定性判据. 该方法允许离散时滞为变时滞, 增强了系统的鲁棒性能. 数值算例验
证了所得结果的有效性和合理性.
关键词: 交互式凸组合;下界引理;时滞分割;线性矩阵不等式
中图分类号: TP273 文献标志码: A
Stability of uncertain neutral system with mixed time delays based on
reciprocally convex combination approach
LI Yan-bo, XUE Xiao-qing
(College of Mathematics and Statistics,Guangxi Teachers Education University,Nanning 530023,China.
Correspondent:LI Yan-bo,E-mail:apples729@163.com)
Abstract: The stability problem for the uncertain neutral system with distributed and discrete delays is researched. By
delay-partitioning and constructing appropriate Lyapunov functional based on reciprocally convex combination and lower
bound lemma, which is a way of handling a linear combination of positive functions weighted by the inverse of convex
parameters(reciprocally convex combination), a robust stability criterion for the system is obtained in terms of the linear
matrix inequalities(LMIs). The proposed approach allows the existence of time-variant delays, which can improve the robust
performance of the neutral system. A numerical example is presented to illustrate the effectiveness and rationality of the
results.
Keywords: reciprocally convex combination;lower bound lemma;delay-partitioning;linear matrix inequality
0 引引引 言言言
时变时滞和不确定现象广泛存在于通讯系统、
热交换器、人口生态学和核反应堆等领域, 其存在是
导致动力系统不稳定和性能下降的主要原因. 因此,
国内外学者对不确定时变时滞系统的稳定性分析做
了大量研究
[1-9]
. 含分布时滞的中立型系统是一类特
殊的时滞系统, 同时含有分布时滞、中立时滞和离散
时滞, 表现形式较复杂, 处理起来也比一般的时滞系
统更加困难. 在实际工程中, 液体火箭发动机燃烧室
燃烧过程即可看作该系统的一个特例
[2]
. 当前, 时变
时滞中立型系统的稳定性研究一般首先在时域上构
造合适的李雅普诺夫函数, 并通过时滞分割技术、积
分不等式法、自由权矩阵法等方法推导出系统稳定的
判据. 惠俊军等
[2-3]
基于离散化思想, 将离散时滞与分
布时滞区间非均匀分割成若干份, 并在对应区间构造
适当的李雅普诺夫函数, 推导出带分布时滞的不确定
中立型系统的稳定性判据. 李涛等
[4-5]
基于时滞分割
技术和 Jensen 不等式法, 推导出带混合时滞不确定中
立型系统稳定的充分条件. 由于以上文献均将时滞区
间分成若干份, 虽然能得到保守性较小的结果, 但增
加了计算的复杂性. Cheng 等
[6]
基于时滞分割技术和
自由权矩阵法, 将带有扰动的变时滞中立型系统的时
滞区间均分成两个子区间, 得到一个与时滞相关的鲁
棒稳定判据, 但自由权矩阵法的应用增大了所得结果
的保守性. Lu 等
[7-8]
考虑了变时滞不确定中立型系统
的中立时滞和离散时滞的上下界, 在构造李雅普诺夫
函数时, 利用时滞上下界与零点的距离中点, 将时滞
区间划分成 4 个子区间, 得出一个稳定性判据, 但没
收稿日期: 2015-01-04;修回日期: 2015-08-14.
基金项目: 国家自然科学基金项目(11201089);广西省教育厅科技项目(2013YB141).
作者简介: 李延波(1979−), 女, 副教授, 从事稳定性、鲁棒控制等研究;薛小清(1990−), 女, 硕士生, 从事不确定时滞系
统的鲁棒稳定性的研究.