基于多Lyapunov函數(shù)方法的模糊控制系統(tǒng)分析與設(shè)計.pdf

1、Takagi-Sugeno(T-S)模糊控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計是當(dāng)前模糊控制研究領(lǐng)域的熱點?；谄胀ǘ蜭yapunov函數(shù)(CQLF)理論，采用線性矩陣不等式(LMI)技術(shù)，對T-S模糊系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析和控制器設(shè)計，已經(jīng)成為了一種較為普遍和成熟的方法。但是該方法存在一定的保守性，對于某些模糊系統(tǒng)可能會出現(xiàn)無解的情況；而且在實際應(yīng)用中，隨著前提變量以及規(guī)則數(shù)目的增多，LMI的求解難度往往會變大，求解效率隨之降低。為了克服上述問題，已提出

2、一些多Lyapunov函數(shù)方法，如模糊Lyapunov函數(shù)(FLF)方法、分段二次Lyapunov函數(shù)(PQLF)方法，取得了一定的成果。然而，這幾種Lyapunov函數(shù)方法仍然存在著一些局限性，并且在連續(xù)T-S模糊系統(tǒng)中較為深入的應(yīng)用還很少。 由此，本文對上述多Lyapunov函數(shù)方法在連續(xù)T-S模糊系統(tǒng)中的應(yīng)用作了更進(jìn)一步的研究。首先針對一類模有界的參數(shù)不確定T-S模糊系統(tǒng)，采用FLF方法研究了其魯棒控制問題。通過并行分配補

3、償(PDC)控制策略得到了L,MI形式的模糊系統(tǒng)狀態(tài)反饋控制和保性能控制系統(tǒng)設(shè)計的方法；繼而利用PQLF方法，對一類具有特定隸屬度函數(shù)結(jié)構(gòu)的不確定模糊系統(tǒng)進(jìn)行了分析。通過充分利用模糊系統(tǒng)前提規(guī)則隸屬度函數(shù)的結(jié)構(gòu)信息，將模糊系統(tǒng)劃分成若干個模糊區(qū)域，提出了一種新的稱為分段PDC的控制策略，該策略同樣能夠反映模糊系統(tǒng)的規(guī)則結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了該類T-S模糊系統(tǒng)的魯棒反饋控制器和保性能控制器；最后，通過將FLF方法引入到由PQLF方法所得

4、的模糊區(qū)域中，提出了連續(xù)T-S模糊系統(tǒng)的分段模糊Lyapunov函數(shù)(PFLF)方法，該方法有效結(jié)合了模糊Lyapunov函數(shù)和分段二次Lyapunov函數(shù)方法的特點。基于PFLF方法，對一類T-S模糊系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)定性分析和控制系統(tǒng)設(shè)計，得到了LMI形式的求解方法。對上述所得控制系統(tǒng)設(shè)計方法分別進(jìn)行仿真驗證，所得仿真結(jié)果表明：采用FLF方法相對于CQLF方法能夠提高模糊系統(tǒng)的控制性能；采用PQLF方法能夠降低采用LMI技術(shù)的求解難度，具