基于边依赖的脉冲切换系统稳定和镇定问题

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脉冲切换系统一直是人们研究的重点,它不仅包含切换系统的特点,而且还具有脉冲系统的特征.本文主要研究的是脉冲切换系统稳定性的问题,得到系统稳定的充分条件.本文从系统稳定相关概念出发,通过构造多李雅普诺夫函数,结合边依赖的特性,讨论了异步切换系统、随机脉冲切换系统和时滞脉冲混杂系统等系统的稳定分析与综合问题.本文的主要工作包括以下的内容:1)异步切换机制下的脉冲切换系统镇定性和稳定性研究这一部分主要研究的是异步切换机制下脉冲切换系统镇定性与稳定性的问题,其中脉冲信号和切换信号可能不同时发生,且在任意两个相邻切换点之间可能存在不止一个脉冲点.离散时间点包括脉冲点,切换点以及系统模态和控制器模态匹配的时间点.与之前李雅普诺夫函数相比,构造的新李雅普诺夫函数在离散时间点处是不连续的.结合边依赖平均驻留时间方法,可以得到每个模态的平均驻留时间,以此保证系统是稳定的.本文还设计系统的状态反馈控制器,利用线性矩阵不等式求解控制器的增益矩阵.最后,给出两个仿真实例来验证结果的有效性.2)单/多脉冲非线性切换系统的随机输入状态稳定性研究将线性脉冲切换系统推广到非线性随机系统中,给出随机输入状态稳定的定义.脉冲分为单脉冲和多脉冲,并且满足泊松分布.针对随机脉冲切换系统的稳定性问题,利用马尔可夫不等式,结合数学期望和概率,获得系统稳定的充分条件.通过分析得到的条件表明,不管系统发生单脉冲还是多脉冲,都能实现随机输入状态稳定性.3)混杂时滞系统的输入状态稳定性研究主要讨论了混杂时滞系统的输入状态稳定性问题.与一般时滞系统的不同在于,此时滞系统在脉冲点和切换点处可能存在延迟.根据边依赖平均驻留时间的定义,首次提出边依赖平均脉冲段这一新概念,并由此得到关于脉冲的平均驻留时间.基于李亚普诺夫-克拉索夫斯基泛函,建立了平均驻留时间、平均脉冲段、函数的衰减率以及延迟界之间的关系.本研究扩展了其他论文的结果,具有更小的保守性和局限性.例如,允许延迟界不小于驻留时间界,允许在脉冲点处发生延迟等.最后,两个例子表明本文的研究结果是有效的.
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