離散Markov跳變系統的滾動時域H∞ 跟蹤控制
作 者:聞繼偉,劉 飛
(江南大學自動化研究所)
摘 要:針對離散Markov跳變系統,研究滾動時域H∞ 跟蹤控制問題。為便于工程應用,假定系統當前時刻的狀態和模態總是可測的,而系統未來時刻的模態是不可知的。利用龐特里亞金極小值原理,構造哈密爾頓函數,求解minmax優化問題,得到當前采樣時刻的較優控制作用以及較嚴峻的外界擾動。控制器的求解可等效為在一組線性矩陣不等式約束條件下,迭代方程的可解性問題。控制律采用滾動時域結構,每次僅施加當前采樣時刻計算得到的控制作用,在下一采樣時刻將重新計算控制作用。該控制律保證系統在給定H∞ 擾動抑制水平的情形下,獲得較優線性二次型性能指標以及良好的輸出跟蹤性能。較后仿真示例驗證了該方
法的可行性和有效性。
關 鍵 詞:Markov跳變系統;滾動時域;跟蹤控制;跳變模態;H∞擾動抑制水平
引 言:Markov跳變系統是一類重要的隨機混雜系統,系統中各模態之間的隨機切換符合一定的統計特性。這類模型能描述大量的實際系統,比如制造系統、電力系統、生化系統以及經濟學系統等。近年來,Markov跳變系統已受到廣泛關注,大批研究成果不斷涌現[18]。滾動時域控制是處理約束的有效策略并具有較好的魯棒性,它本質上是一種較優控制的方法,因此越來越受到控制界的關注[9]。目前基于跳變系統的滾動時域控制也逐漸取得了一系
列成果[48]。如文獻[45]研究了跳變系統的滾動時域控制,文獻[6]討論了不確定跳變系統的魯棒滾動域控制,文獻[7]進一步研究了不確定跳變系統的單步滾動時域控制問題。文獻[8]在文獻[67]的基礎上研究了具有飽和執行器跳變系統的魯棒滾動時域控制。本文進一步考慮了外界擾動對系統性能的影響,基于龐特里亞金極小值原理,求解minmax優化問題,實現滾動時域H∞跟蹤控制。
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