非線性系統(tǒng)的最優(yōu)模糊保代價(jià)控制及在永磁同步電動(dòng)機(jī)混沌系統(tǒng)中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2008/6/2 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):420
關(guān)鍵詞:永磁同步電動(dòng)機(jī);混沌;不確定參數(shù);t-s模型;線性矩陣不等式
1 引言 1 引言
混沌控制是當(dāng)前混沌運(yùn)動(dòng)研究的一個(gè)新領(lǐng)域。是實(shí)現(xiàn)混沌應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。多年來(lái),人們對(duì)混沌運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)產(chǎn)生了一些廣為接受的認(rèn)識(shí),即混沌軌道的長(zhǎng)期趨勢(shì)是不可預(yù)言的,并且混沌運(yùn)動(dòng)是難以控制的。1990年e.ott、c.grebogi和j.a.yorke[1]提出控制混沌的思想(ogy控制)產(chǎn)生廣泛影響。以后十年,新的研究成果不斷涌現(xiàn)[2]。以上方案無(wú)須改變系統(tǒng)固有參數(shù),即可實(shí)現(xiàn)對(duì)混沌系統(tǒng)的有效控制,但是,要求系統(tǒng)參數(shù)是定常的。當(dāng)混沌系統(tǒng)具有不確定參數(shù)時(shí),以上方案將失效。近年來(lái),關(guān)于不確定參數(shù)的混沌系統(tǒng)的控制已引起重視[3]。電力系統(tǒng)中存在著許多混沌現(xiàn)象[4]。其中永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型是多變量、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng),能呈現(xiàn)出非常豐富的動(dòng)態(tài)行為,如極限環(huán)和混沌[5-6]。對(duì)其如何進(jìn)行控制也是一個(gè)重要的研究課題。
對(duì)于不確定線性系統(tǒng),基于riccati方程和線性矩陣不等式(lmi)提出了一系列的魯棒控制器設(shè)計(jì)方法[7-11]。對(duì)于不確定非線性系統(tǒng),現(xiàn)有的研究成果還很少。實(shí)踐證明,具有線性后件的t-s模糊模型充分利用局部信息和專家經(jīng)驗(yàn),能以任意精度逼近實(shí)際的控制對(duì)象[12-14]。在考慮模型不確定性的情況下,文獻(xiàn)[15-16]提出了模糊魯棒控制的概念,并取得了一定的成果。本文針對(duì)一類(lèi)由t-s模糊模型表示的不確定連續(xù)非線性系統(tǒng),導(dǎo)出了最優(yōu)保代價(jià)控制器存在的充分條件。閉環(huán)系統(tǒng)不但漸近穩(wěn)定,而且性能指標(biāo)小于某一代價(jià)值。采用線性矩陣不等式(lmi)技術(shù),給出了該控制器的設(shè)計(jì)方法和參數(shù)化表示。并將所得的控制器應(yīng)用到永磁同步電動(dòng)機(jī)混沌系統(tǒng)中,建立了永磁同步電動(dòng)機(jī)混沌系統(tǒng)的t-s模型, 針對(duì)不包含不確定參數(shù)和包含不確定參數(shù)兩種情況,均得到了滿意的控制效果。
2 問(wèn)題的描述
在系統(tǒng)局部信息或?qū)<医?jīng)驗(yàn)存在的條件下,不確定非線性連續(xù)系統(tǒng)可以采用如下i條規(guī)則的t-s模糊模型進(jìn)行描述:
式中 ri表示t-s模糊模型的第i條規(guī)則,也稱為模糊子系統(tǒng);z1(t),…, zg(t)為模糊規(guī)則的前件變量;mij為模糊語(yǔ)言集合;x(t)∈rn, u(t)∈rm分別為系統(tǒng)的狀態(tài)變量和控制變量;ai, bi是適當(dāng)維數(shù)的實(shí)常數(shù)矩陣,dai(t), dbi(t)是不確定矩陣,他們反映了系統(tǒng)模型中的時(shí)變參數(shù)不確定性。
本文考慮的不確定性假設(shè)是范數(shù)有界的且有如下結(jié)構(gòu):
的具有適當(dāng)維數(shù)的常數(shù)矩陣,它們反映了系統(tǒng)不確定性的結(jié)構(gòu),f(t)∈rs×q是具有l(wèi)ebesgue
關(guān)鍵詞:永磁同步電動(dòng)機(jī);混沌;不確定參數(shù);t-s模型;線性矩陣不等式
混沌控制是當(dāng)前混沌運(yùn)動(dòng)研究的一個(gè)新領(lǐng)域。是實(shí)現(xiàn)混沌應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。多年來(lái),人們對(duì)混沌運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)產(chǎn)生了一些廣為接受的認(rèn)識(shí),即混沌軌道的長(zhǎng)期趨勢(shì)是不可預(yù)言的,并且混沌運(yùn)動(dòng)是難以控制的。1990年e.ott、c.grebogi和j.a.yorke[1]提出控制混沌的思想(ogy控制)產(chǎn)生廣泛影響。以后十年,新的研究成果不斷涌現(xiàn)[2]。以上方案無(wú)須改變系統(tǒng)固有參數(shù),即可實(shí)現(xiàn)對(duì)混沌系統(tǒng)的有效控制,但是,要求系統(tǒng)參數(shù)是定常的。當(dāng)混沌系統(tǒng)具有不確定參數(shù)時(shí),以上方案將失效。近年來(lái),關(guān)于不確定參數(shù)的混沌系統(tǒng)的控制已引起重視[3]。電力系統(tǒng)中存在著許多混沌現(xiàn)象[4]。其中永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型是多變量、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng),能呈現(xiàn)出非常豐富的動(dòng)態(tài)行為,如極限環(huán)和混沌[5-6]。對(duì)其如何進(jìn)行控制也是一個(gè)重要的研究課題。
對(duì)于不確定線性系統(tǒng),基于riccati方程和線性矩陣不等式(lmi)提出了一系列的魯棒控制器設(shè)計(jì)方法[7-11]。對(duì)于不確定非線性系統(tǒng),現(xiàn)有的研究成果還很少。實(shí)踐證明,具有線性后件的t-s模糊模型充分利用局部信息和專家經(jīng)驗(yàn),能以任意精度逼近實(shí)際的控制對(duì)象[12-14]。在考慮模型不確定性的情況下,文獻(xiàn)[15-16]提出了模糊魯棒控制的概念,并取得了一定的成果。本文針對(duì)一類(lèi)由t-s模糊模型表示的不確定連續(xù)非線性系統(tǒng),導(dǎo)出了最優(yōu)保代價(jià)控制器存在的充分條件。閉環(huán)系統(tǒng)不但漸近穩(wěn)定,而且性能指標(biāo)小于某一代價(jià)值。采用線性矩陣不等式(lmi)技術(shù),給出了該控制器的設(shè)計(jì)方法和參數(shù)化表示。并將所得的控制器應(yīng)用到永磁同步電動(dòng)機(jī)混沌系統(tǒng)中,建立了永磁同步電動(dòng)機(jī)混沌系統(tǒng)的t-s模型, 針對(duì)不包含不確定參數(shù)和包含不確定參數(shù)兩種情況,均得到了滿意的控制效果。
2 問(wèn)題的描述
在系統(tǒng)局部信息或?qū)<医?jīng)驗(yàn)存在的條件下,不確定非線性連續(xù)系統(tǒng)可以采用如下i條規(guī)則的t-s模糊模型進(jìn)行描述:
式中 ri表示t-s模糊模型的第i條規(guī)則,也稱為模糊子系統(tǒng);z1(t),…, zg(t)為模糊規(guī)則的前件變量;mij為模糊語(yǔ)言集合;x(t)∈rn, u(t)∈rm分別為系統(tǒng)的狀態(tài)變量和控制變量;ai, bi是適當(dāng)維數(shù)的實(shí)常數(shù)矩陣,dai(t), dbi(t)是不確定矩陣,他們反映了系統(tǒng)模型中的時(shí)變參數(shù)不確定性。
本文考慮的不確定性假設(shè)是范數(shù)有界的且有如下結(jié)構(gòu):
的具有適當(dāng)維數(shù)的常數(shù)矩陣,它們反映了系統(tǒng)不確定性的結(jié)構(gòu),f(t)∈rs×q是具有l(wèi)ebesgue
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