基于无源性的模糊控制系统设计与仿真(2)
1.2 模糊系统研究概述模糊控制是指模糊数学的基本思想和理论的控制方法。其实质上是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。模糊控制的一大特点是既有系统化的理论，又有大量的实际应用背景。模糊控制的发展最初在西方遇到了较大的阻力；然而在东方尤其是日本，得到了迅速而广泛的推广应用。近 20 多年来，模糊控制不论在理论上还是技术上都有了长足的进步，成为自动控制领域一个非常活跃而又硕果累累的分支。其典型应用涉及生产和生活的许多方面，例如在家用电器设备中有模糊洗衣机、空调、微波炉、吸尘器、照相机和摄录机等；在工业控制领域中有水净化处理、发酵过程、化学反应釜、水泥窑炉等；在专用系统和其它方面有地铁靠站停车、汽车驾驶、电梯、自动扶梯、蒸汽引擎以及机器人的模糊控制。近年来，作为智能控制领域的重要研究方向之一，模糊控制系统理论引起了国内外学者的广泛关注。针对 T-S 型模糊系统的稳定性分析，采用双交叠模糊分划的模糊控制系统的性质。在此基础上，通过构建分段光滑的 Lyapunov 函数提出了一个新的判定 T—S 模糊控制系统稳定的充分条件[4-8]。T-S 模糊模型的出现为模糊控制系统的稳定性分析及控制器综合研究带来了新的契机。一套系统化的模糊系统分析及设计方法随即应运而生，并在许多工程应用领域取得了显著的成效[9]。
1.3 无源性与无源化控制研究综述众所周知，T-S 模糊模型是一种能有效表示复杂非线性系统的模型。这一类的系统被描述为一些简单的线性子系统的加权总和，因此，他们易于分析。在过去的几十年里, 我们在T-S 模糊系统的综合问题的分析上有大量显著的成果。例如，利用线性矩阵不等式（LMI）方法，基于观测器的状态反馈模糊控制器和模糊控制器的设计分别在[3，4]中提及。在 [4]中，对 H∞鲁棒控制问题进行了研究并进行了动态输出反馈模糊控制器的设计。另一方面，无源性的概念具有广泛的应用在各种工程领域，如电气电路，机械系统，非线性系统与复杂网络[10]。因为这些原因，无源性和无源化问题一直是一个活跃的研究领域。无源化问题，也就是所谓的无源控制问题，可以通过找到一个合适的控制器，使得闭环系统是无源的。人们发现这些问题在包括混合动力系统在内领域内的得以研究[1]，如网络化控制系统[11]，信号处理系统[15]。最近，在[14,15]中 T-S 模糊系统的无源性和无源化问题就得到了研究。到目前为止，据我们所知，带时滞无源性分析和连续时间模糊状态在输入具有时变时滞时的无源控制器的设计问题尚未在文献中提及，故本文对存在时滞的无源控制器不予研究。本文将针对不存在时滞夺的T-S 模糊系统的无源性分析和无源控制问题进行探讨。我的目标是设计一个状态反馈模糊控制器，使得闭环系统是严格无源的 (见 2 章中定义 1)。并设计一个非脆弱模糊控制器，使闭环系统是严格无源。在这些条件的基础上，进行控制器的设计程序开发。所提出的设计方法的实用性，将通过数值结果证实。
下一篇：陀螺仪稳定平台系统的建模与控制