带有状态约束的非线性切换系统的H∞控制器设计

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2015.03.003

东北大学学报:自然科学版 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (3): 314-317.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2015.03.003

带有状态约束的非线性切换系统的H_∞控制器设计

刘茜，赵军

(东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2014-01-15 修回日期:2014-01-15 出版日期:2015-03-15 发布日期:2014-11-07
通讯作者: 刘茜
作者简介:刘茜(1988-)，女，河南新乡人，东北大学博士研究生; 赵军(1957-)，男，辽宁海城人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(61233002，61174073).

H_∞ Controller Design for a Class of Nonlinear Switched Systems with State Constraints

LIU Qian， ZHAO Jun

State Key Laboratory of Synthetical Automation for Process Industries， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2014-01-15 Revised:2014-01-15 Online:2015-03-15 Published:2014-11-07
Contact: LIU Qian
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摘要/Abstract

摘要： 研究了一类带有状态约束的下三角结构的非线性切换系统的H_∞控制器设计问题，利用障碍Lyapunov函数方法处理状态约束问题.针对该非线性切换系统利用反步设计技术来构造状态反馈控制器，在每一步的设计过程中，通过选取合适的障碍Lyapunov函数构造系统的共同障碍Lyapunov函数来处理状态约束条件，再经过一系列处理给出每步的虚拟控制器的具体表示形式，以此类推，从而设计出该非线性切换系统在任意切换条件下的H_∞控制器.最后通过算例进行数值仿真说明了所得结果的有效性.

关键词: 切换系统, 状态约束, 反步, H_∞控制, 仿真

Abstract: The H_∞ controller problem for a class of nonlinear switched systems with state constraints was investigated. Each subsystem is in lower triangular form. By employing the barrier Lyapunov function method， the issue of state constraints can be handled. Corresponding feedback controllers are constructed with the backstepping approach. To deal with the problem of state constraints， a barrier Lyapunov function is constructed to obtain the common barrier Lyapunov function for the whole system in every step， and a common virtual control is obtained step by step. A continuous state feedback H_∞ controller is provided for the nonlinear switched systems under arbitrary switchings. A numerical example is given to demonstrate the effectiveness of the main results.

Key words: switched systems, state constraints, backstepping, H_∞control, simulation

中图分类号:

TG273

刘茜，赵军. 带有状态约束的非线性切换系统的H_∞控制器设计[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2015, 36(3): 314-317.

LIU Qian， ZHAO Jun. H_∞ Controller Design for a Class of Nonlinear Switched Systems with State Constraints[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2015, 36(3): 314-317.

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