تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,035 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,539,903 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,243,828 |
پایدارسازی محلی کلاسی از سیستمهای غیرخطی سوئیچ ضربهای با محدودیت نُرم سیگنال کنترل: رویکرد نامساویهای ماتریسی | ||
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
شناسنامه علمی شماره، دوره 49، شماره 4 - شماره پیاپی 90، اسفند 1398، صفحه 1781-1793 اصل مقاله (1.76 M) | ||
نویسندگان | ||
محسن قلعه نوئی؛ محمد رضا اکبرزاده توتونچی* ؛ ناصر پریز | ||
گروه برق - دانشکده مهندسی - دانشگاه فردوسی مشهد | ||
چکیده | ||
این مقاله، پایدارسازی کلاسی از سیستمهای غیرخطی سوئیچ ضربهای با محدودیت نُرم سیگنال کنترل را مطالعه میکند. بهدلیل همین محدودیت، تنها کافی است که شرایط پایداری و فرضیات مربوط به دینامیکهای غیرخطی بر روی یک زیرفضای شامل مبدأ برقرار باشند. البته، این فرضیات بهگونهای است که اغلب سیستمهای واقعی را پوشش میدهد. هدف در این مقاله، طراحی سیگنالی است که بتواند همگرایی نمایی مسیرهای حالت به یک کران غایی بهاندازه کافی کوچک را در حضور نایقینیها تضمین نماید. لذا در ابتدا، برای یک سیستم کلی غیرخطی، شرایطی ارائه میشود که تضمینکننده همگرایی همه مسیرهای حالت شروعشده از یک زیرفضای جذب به یک کران غایی است. این شرایط برحسب یک تابع لیاپانوف مشترک و حداقل زمان توقف بوده و تنها کافی است بر روی زیرفضای جذب برقرار باشد. در بخش دوم، با استفاده از تابع لیاپانوف تربیعی و بهرهگیری از فیدبک حالت، شرایط بیانشده در بخش اول، بهصورت مجموعهای از نامساویهای خطی یا دوخطی بازنویسی میشود. همچنین یک مسأله بهینهسازی ارائه میگردد که با حل آن، علاوهبر تعیین پارامترهای سیگنال کنترل، بزرگترین ناحیه همگرایی و کوچکترین کران غایی بهدست میآید. در نهایت، چند مثال شهودی بهمنظور نشاندادن کارایی روش پیشنهادی ارائه شده است. | ||
کلیدواژهها | ||
سیستم سوئیچ ضربهای؛ محدودیت نُرم؛ نایقینی؛ نامساوی ماتریسی؛ ناحیه جذب؛ کران غایی | ||
مراجع | ||
[1] W.M. Haddad, V. Chellaboina and S.G. Nersesov, Impulsive and Hybrid Dynamical Systems: Stability, Dissipativity, and Control, Princeton University Press, 2006. [2] J. Jiao, S. Cai and L. Chen, “Dynamics of a plankton-nutrient chemostat model with hibernation and it described by impulsive switched systems,” J. Appl. Math. Comput., vol. 53, no. 1-2, pp. 583–598, 2017. [3] M. Posa, M. Tobenkin and R. Tedrake, “Stability analysis and control of rigid-body systems with impacts and friction,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 61, no. 6, pp. 1423–1437, 2015. [4] M. Barkhordari Yazdi, M.R. Jahed-Motlagh, S.A. Attia and J. Raisch, “Modal exact linearization of a class of second-order switched nonlinear systems,” Nonlinear Anal. Real World Appl., vol. 11, no. 4, pp. 2243–2252, 2010. [5] T. Fang and J. Sun, “Stability of complex-valued impulsive and switching system and application to the Lü system,” Nonlinear Anal. Hybrid Syst., vol. 14, pp. 38–46, 2014. [6] J. Li, R. Ma and G.M. Dimirovski, “Adaptive impulsive observers for a class of switched nonlinear systems with unknown parameter,” Asian J. Control., vol. 19, no. 3, pp. 1153–1163, 2017. [7] Y. Tian, Y. Cai, Y. Sun and H. Gao, “Finite-time stability for impulsive switched delay systems with nonlinear disturbances,” J. Franklin Inst., vol. 353, no. 14, pp. 3578–3594, 2016. [8] Y.-E. Wang, X.-M. Sun, W. Wang and J. Zhao, “Stability properties of switched nonlinear delay systems with synchronous or asynchronous switching,” Asian J. Control., vol. 17, no. 4, pp. 1187–1195, 2015. [9] نصراله اعظم بالغی و محمد حسین شفیعی، «تحلیل پایداری سیستمهای سوئیچشونده خطی گسستهزمان با درنظرگرفتن تأخیر زمانی و عدمقطعیت پارامترها»، مجله کنترل دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، جلد 9، شماره 4، صفحه 77-85، 1394. [10] X. Zhao, P. Shi, Y. Yin and S.K. Nguang, “New results on stability of slowly switched systems: a multiple discontinuous lyapunov function approach,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 62, no. 7, pp. 3502–3509, 2016. [11] W. Xiang and J. Xiao, “Stabilization of switched continuous-time systems with all modes unstable via dwell time switching,” Automatica, vol. 50, no. 3, pp. 940–945, 2014. [12] محمدرضا رمضانی آل، علی وحیدیان کامیاد و ناصر پریز، «کنترل بهینه سیستمهای سوئیچشونده خطی ناخودگردان: رهیافت نامساوی ماتریسی خطی»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 44، شماره 1، شماره پیاپی 27، صفحه 11-21 ، بهار 1393. [13] L. Gao and D. Wang, “Input-to-state stability and integral input-to-state stability for impulsive switched systems with time-delay under asynchronous switching,” Nonlinear Anal. Hybrid Syst., vol. 20, pp. 55–71, 2016. [14] M.S. Branicky, “Multiple Lyapunov functions and other analysis tools for switched and hybrid systems,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 43, no. 4, pp. 475–482, 1998. [15] Hui Ye, A.N. Michel and Ling Hou, “Stability theory for hybrid dynamical systems,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 43, no. 4, pp. 461–474, 1998. [16] J. Hespanha, “Uniform stability of switched linear systems: extensions of LaSalle’s invariance principle,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 49, no. 4, pp. 470–482, 2004. [17] H. Lin and P.J. Antsaklis, “Stability and stabilizability of switched linear systems: a survey of recent results,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 54, no. 2, pp. 308–322, 2009. [18] F. Xu, L. Dong, D. Wang, X. Li and R. Rakkiyappan, “Globally exponential stability of nonlinear impulsive switched systems,” Math. Notes, vol. 97, no. 5-6, pp. 803–810, 2015. [19] H. Xu and K.L. Teo, “Exponential stability with L2-gain condition of nonlinear impulsive switched systems,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 55, no. 10, pp. 2429–2433, 2010. [20] Y. Chen, S. Fei and K. Zhang, “Stabilization of impulsive switched linear systems with saturated control input,” Nonlinear Dyn., vol. 69, no. 3, pp. 793–804, 2012. [21] M.-L. Chiang and L.-C. Fu, “Robust output feedback stabilization of switched nonlinear systems with average dwell time,” Asian J. Control., vol. 16, no. 1, pp. 264–276, 2014. [22] B. Wang, H. Zhang, G. Wang, C. Dang and S. Zhong, “Asynchronous control of discrete-time impulsive switched systems with mode-dependent average dwell time,” ISA Trans., vol. 53, no. 2, pp. 367–372, 2014. [23] X. Zhao, L. Zhang, P. Shi and M. Liu, “Stability and stabilization of switched linear systems with mode-dependent average dwell time,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 57, no. 7, pp. 1809–1815, 2012. [24] L. Lu and Z. Lin, “Design of switched linear systems in the presence of actuator saturation,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 53, no. 6, pp. 1536–1542, 2008. [25] A. Benzaouia, O. Akhrif and L. Saydy, “Stabilisation and control synthesis of switching systems subject to actuator saturation,” Int. J. Syst. Sci., vol. 41, no. 4, pp. 397–409, 2010. [26] W. Ni and D. Cheng, “Control of switched linear systems with input saturation,” Int. J. Syst. Sci., vol. 41, no. 9, pp. 1057–1065, 2010. [27] A. Poznyak, A. Polyakov and V. Azhmyakov, Attractive Ellipsoids in Robust Control, Springer International Publishing, Cham, 2014. [28] M. Kocvara and M. Stingl, PENNON: Software for Linear and Nonlinear Matrix Inequalities, in: M.F. Anjos, J.B. Lasserre (Eds.), Handb. Semidefinite, Conic Polynomial Optim., Springer US, pp. 755–791, 2012. [29] Jin Lu and L.J. Brown, “A multiple Lyapunov functions approach for stability of switched systems,” in: Proc. 2010 Am. Control Conf., IEEE, pp. 3253–3256, 2010. [30] H. Yang, B. Jiang and J. Zhao, “On finite-time stability of cyclic switched nonlinear systems,” IEEE Trans. Automat. Contr., vol. 60, no. 8, pp.2201–2206, 2015. [31] K. Derinkuyu and M.Ç. Pınar, “On the S-procedure and some variants,” Math. Methods Oper. Res., vol. 64, no. 1, pp. 55–77, 2006. [32] L. V. Hien and V.N. Phat, “Exponential stabilization for a class of hybrid systems with mixed delays in state and control,” Nonlinear Anal. Hybrid Syst., vol. 3, no. 3, pp. 259–265, 2009. [33] الهه اسدیان و سعید بلوچیان، «کنترل مقاوم-تطبیقی مدل مرتبه کسری موتور سری جریان مستقیم»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 47، شماره 3، شماره پیاپی 81، صفحه 817-827، پاییز 1396. [34] General Electric company, “High-Torque DC Drilling Motor, Vertical Drilling Motor, GEK-91584D” GE752 datasheet, 2005, http://pdfstream.manualsonline.com/3/3b063b6b-2b86-424f-8cea-3d2ac288d1aa.pdf. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 575 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 803 |