切換系統是一個由一個系列的連續(xù)或離散的子系統以及協調這些子系統之間起切換的規(guī)則組成的混合系統。本文是一篇博士論文發(fā)表范文,主要論述了基于模型依靠平均駐留時間下的系統穩(wěn)定。
【摘要】在不連續(xù)時間切換系統下,通過用類多李雅普諾夫函數方法和迅速平均駐留時間方法,對不穩(wěn)定的子系統進行穩(wěn)定性分析,使系統穩(wěn)定.
【關鍵詞】指數穩(wěn)定,模型依靠平均駐留時間,迅速切換
1.介 紹
切換系統的主要思想是穩(wěn)定性分析.它的穩(wěn)定性越來越受到廣大學者的關注.因此,大量的有效率的方法被提出來處理切換系統的穩(wěn)定性與穩(wěn)定性問題.如今,一個新的概念“快切換”用來處理不穩(wěn)定的子系統,減少了保守性.文中對不穩(wěn)定的子系統處理方法:(1)不穩(wěn)定的子系統和穩(wěn)定的子系統用同樣的李雅普諾夫函數,但穩(wěn)定的子系統運行時間足夠長.(2)不穩(wěn)定的子系統執(zhí)行迅速切換,穩(wěn)定的子系統執(zhí)行原來的切換.
2.問題構想和正文內容
不連續(xù)時間切換系統:
x(t)∈Rn是狀態(tài)向量,U(t)∈Rn控制輸入.σ(t)是切換信號.在有限數下,N-={1,2,…,N},N表示子系統的數目.Aj和Bj是實值矩陣,對任意的j∈N-,它們維數相同.設定有r個穩(wěn)定的子系統(1≤r≤N),記S{1,2,…,r},U{r+1,r+2,…,N}.
定義1 系統(1)在U=0時是全局一致指數穩(wěn)定的,如果有常數α>0,β>0,滿足
‖x(t)‖≤-‖x(t0)‖exp(-β(t-t0)),t≥t0.
定義2 任意的t2>t1≥0,Nσp(t2,t1)表示在[t1,t2)上第p個子系統被激活的切換次數.如果存在N0p≥0,τap>0,有Nσp(t2,t1)≤N0p+Tp(t2,t1)τap.
(2)
τap是平均駐留時間,N0p表示振蕩界.
定義3 任意的t≥t0和切換信號σ,Ncσp(t,t0)表示在區(qū)間[t0,t)上第p個子系統被激活的切換次數.Ncp為振蕩界.p∈N-,如果有常數τcap>0和Ncp≥0,使得不等式成立Ncσp(t,t0)≥Tcp(t,t0)τcap-Ncp.
(3)
3.主要結果
一,所有的子系統有李雅普諾夫函數V(x(t)),系統慢切換;二,不穩(wěn)定的子系統執(zhí)行迅速切換,穩(wěn)定的子系統有李雅普諾夫函數Vp(x(t)),p∈S,不穩(wěn)定的子系統用李雅普諾夫函數Vc(x(t)),c∈U,定理2.
定理1
在任意切換信號給定的條件下,系統是全局一致指數穩(wěn)定的.
r-T-+r+T+<-r*r2r1(t-t0)(0
τap>τ*ap=Inμpp(tp).
(8)
由于σ(tk)=i,σ(t-k)=j,i≠j,μi≥1,使得Vi(x(tk))≤μiVj(x(t-k)).T+[t0,t)表示在[t0,t)時間不穩(wěn)定的子系統運行時間.
r-=maxp∈Slnμpτap-αp(tp),r+=maxp∈Ulnμpτap-αp(tp),-=exp{∑Np=1NopInμp},系統是全局一致指數穩(wěn)定的.
證明 對任意的T>0,t∈[ti,ti+1),
定理2 有類李雅普諾夫函數Vp(k),Vc(k):Rn→R.r1,r2≥0,ζc>0,μp>1,0<μc<1,有(4)(5)(6)(7)成立和如下線性矩陣不等式:
結合(4),(5),(6),(7)系統指數穩(wěn)定.
證明:定理1有部分是相同的,略去,繼而可以得到:Vσ(T)(T)≤ exp{∑rp=1N0p・Inμp-Ncp・Inμc}・exp∑rp=1Inμpτap-αp(tp)Tp(T,0)・exp{Inμcτcap-βc(tc)}Tcp(T,0)・Vσ(0)(0)Tp(T,0)表示第p個子系統的時間,Tcp(T,0)表示運行系統中不穩(wěn)定子系統的時間.令 1=exp∑rp=1N0p・Inμp-Ncp・Inμc,β11=maxInμpτap-p(tp),Inμcτcap-βc(tc),β1=-β11,由以上我們可以得到:Vσ(T)(T)≤1・exp(-β1(t-t0))・Vσ(0)(0).
結束語 對系統中穩(wěn)定的子系統與不穩(wěn)定的子系統兩種處理方案.模型依靠平均駐留時間相比平均駐留時間可減少保守性,在設定的幾個線性矩陣不等式下,采用類李雅普諾夫函數,系統是穩(wěn)定的.
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