执行器饱和多时滞系统的控制综合及抗饱和设计

Actuator saturation and multiple time delays often occur in many practical control systems, therefore, it is of important significance in theory and practice to investigate the control systems with the coexistence of actuator saturation and multiple time delays. Aiming at the limitations and deficiencies of the existing results, this program will propose the delay-dependent techniques in dealing with saturation, and improve and develop the existing multiple time-delay interconnected stability and performance analysis method. Using these techniques, and combining with the quadratic or non-quadratic Lyapunov-Krasovskii functional approach, this program will perform the comprehensive and deep investigations for the control systems with the coexistence of actuator saturation and multiple time delays, i.e., linear multiple time-delay systems、linear time-delay interconnected large-scale systems、neutral systems with mixed time-delay、and T-S fuzzy multiple time-delay systems, and propose the less conservative local stabilization condition, L2(l2) gain control design condition, and anti-windup compensator design condition. For some engineering control systems with the coexistence of actuator saturation and multiple time delays, this program will also present the corresponding control design and anti-windup compensator design. It is clearly that the study of this program will improve and complement effectively the existing results.

执行器饱和与多时滞经常出现在许多实际控制系统中，因此，对执行器饱和与多时滞共存的控制系统进行研究具有重要的理论和实际意义。针对现有结果的局限性和不足，本项目将提出时滞相关的执行器饱和处理技术，并改进拓展现有的多时滞相关联的稳定性及性能分析方法。利用这些技术，并结合二次或非二次Lyapunov-Krasovskii泛函方法，本项目拟对几类具有执行器饱和与多时滞共存的控制系统，也即，线性多时滞系统、线性时滞关联大系统、中立型混合时滞系统、及T-S模糊多时滞系统进行全面而深入的研究，提出具有较小保守性的局部镇定条件、L2(l2)增益控制设计条件、及抗饱和补偿器设计条件。对一些具有执行器饱和与多时滞共存的工程控制系统，本项目也将给出相应的控制设计及抗饱和补偿器设计。显然，对本项目的研究就会有效地改进并补充现有的研究结果。

实际控制系统中，执行器饱和与（多）时滞往往是同时出现的。因此，对执行器饱和（多）时滞系统进行研究具有重要理论和实际意义。针对多时滞系统稳定性分析中存在的保守性，本项目提出了多时滞相互关联稳定性分析方法，并利用该方法研究了几类多时滞系统的稳定性问题，得到了具有较小保守性的稳定性准则。考虑到时滞无关饱和非线性处理方法的保守性，提出了时滞相关饱和处理方法，并利用该方法研究了几类具有执行器饱和约束的时滞系统的控制设计问题，得到了具有较小保守性的区域控制设计条件。针对执行器饱和与多时滞同时共存的控制系统，利用多时滞相互关联稳定性分析方法和分布时滞相关饱和处理方法，研究了其控制综合和抗饱和补偿设计问题，并应用所得结果考虑了含有时滞的多区域电力系统的控制设计问题。总体说来，本项目的研究成果有效地弥补了现存文献中的不足和局限性，并能为随后相关理论发展和实际应用起到重要借鉴作用。