2D T-S模糊离散系统H∞输出跟踪控制设计
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更新于2024-08-12
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"该论文提出了一种针对2D Roesser型离散非线性系统的基于观测器的H∞输出跟踪控制方法。通过2-D T-S模糊模型描述系统,结合虚拟参考模型(VRM)设计虚拟参考变量(VRVs),利用Lyapunov泛函和模糊观测器提出新的控制设计方案。通过求解线性矩阵不等式问题(LMIPs),获得控制器和观测器的增益,确保系统的控制性能。仿真结果验证了方法的有效性。"
本文详细探讨了在2D离散非线性系统中的控制策略,特别是针对Roesser模型的系统。Roesser模型是一种常用于描述二维离散时间动态过程的模型,它具有时间和空间离散特性,适用于处理多种复杂系统,如图像处理、通信网络等。
首先,文章介绍了如何使用2-D T-S模糊模型来建模这类系统。2-D T-S模糊系统是将传统的T-S模糊逻辑系统扩展到二维空间的一种方法,它通过一系列的局部线性子系统来近似非线性行为,使得分析和控制设计变得更为可行。
接着,为了实现H∞输出跟踪控制,作者提出了虚拟参考模型(VRM)的概念。VRM是一种理想的期望系统行为,通过对VRM的设计,可以生成虚拟参考变量(VRVs),这些变量用于指导实际系统的输出追踪目标。通过VRM,系统可以更精确地跟随期望的输出轨迹,同时抑制外部干扰的影响。
然后,文章引入了模糊观测器。模糊观测器是基于模糊逻辑的估计器,它可以估计系统状态,即使在存在不确定性和非线性的情况下,也能提供对系统状态的良好估计。模糊观测器结合VRM,可以增强系统对于未知扰动的鲁棒性。
在控制设计阶段,利用Lyapunov稳定性理论,作者构造了一个Lyapunov函数,以确保系统的稳定性。通过线性矩阵不等式问题(LMIPs)的数值求解,可以找到控制器和观测器的最优增益,这些增益参数能确保H∞性能指标的满足,即在跟踪目标的同时,最小化了输出对扰动的敏感性。
最后,通过数值仿真,文章展示了所提出方法在实际应用中的有效性。这不仅证明了理论分析的正确性,也为实际系统设计提供了实用指导。
这篇论文提供的基于观测器的H∞输出跟踪控制策略,对于理解和解决2D离散非线性系统的控制问题具有重要的理论价值和实践意义。通过VRM、模糊观测器和LMIPs的结合,实现了对系统性能的精细控制,为相关领域的研究提供了新的思路和工具。
2023-05-26 上传
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