切换脉冲系统的观测器设计与仿真

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摘要切换脉冲系统由于其广泛的工程背景和重要的理论研究价值越来越受到众多学者的关注。考虑到实际系统中不可避免地会含有一定程度的非线性，并且许多非线性系统满足Lipschitz条件，所以本文研究了一类满足Lipschitz条件的非线性线性切换系统的稳定性分析与观测器设计的问题，主要内容如下：

对于具有常时滞的非线性线性切换系统，以线性矩阵不等式的形式给出了系统指数稳定的充分条件。基于所得到的指数稳定性条件和平均驻留时间方法，进一步设计了一个状态观测器，此观测器能保证误差系统的指数稳定，并分别给出了观测器增益矩阵的求解方法。63740

毕业论文关键词：切换脉冲系统，指数稳定性，线性矩阵不等式，平均驻留时间，观测器设计

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Observer Design and simulation of switched impulsive systems

Abstract

Due to their extensive engineering application and important theoretical research, switched impulsive systems have gained great attention by many scholars. Taking into account that there inevitably exist nonlinearities in practice, and many nonlinear systems satisfy the Lipschitz condition , thus this paper focus on studying the stability analysis and observer design for a class of switched nonlinear systems with Lipschitz nonlinearities, the main concerns of the paper are as follows:

A sufficient condition for the existence of exponential stability for switched nonlinear systems with constant delays is given in terms of linear matrix inequalities. Based on the exponential stability results and average dwell time approach, a switched observer is designed such that the error system is exponentially stable.

Key words: Switched impulsive system,exponential stability,linear matrix inequality,average dwell time approach,Observer Design

1 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2.1 切换系统研究概况 3

1.2.2 切换脉冲系统的研究概况 5

1.3 本文内容 6

1.4 符号说明 6

2 问题描述 7

3. 主要结果 9

3.1稳定性分析 9

3.2观测器设计 16

4.数值仿真 20

5.结论 23

致谢 24

参考文献 27

1 绪论

1.1 研究背景和意义

切换系统是根据混杂系统的慢慢研究而展开进行的。混杂系统由实时动态系统和离散事件系统所组成，这些动态系统和离散事件系统的动力学行为不但共同存在，而且互相作用[1]。混杂系统的发展不仅取决于离散事件的响应，并且取决于对微分方程或差分方程所表示的动态系统动力学行为的响应[1]。关于混杂系统的研究已经进入到不同的科学研究群体，如计算机科学，系统和控制科学，系统建模等。

切换系统是一种非常关键而又典型的混杂系统，它从控制科学的角度研究一类混杂系统的理论模型。系统的动态行为分为若干个子系统，每一个子系统由一个确定了的微分方程或差分方程来描述，而系统的离散事件它起到了决定性作用。在切换系统中，离散事件通常叫做切换律，它指挥或协调系统的动态行为，对系统的稳定性和动态性起到了关键的作用。图1.1给出了切换系统的示意：