随机跳变-切换系统有限时间补偿控制

For stochastic Markov jumping-switching delayed systems with piecewise-uncertain transition rates/probabilities, this program will study the problems of static/dynamic anti-windup design with three compensation activations (immediate activation, delayed activation, anticipation activation) in depth. Based on these, the disturbance attenuation control problem will be addressed for stochastic Markov jumping-switching delayed systems with the bounded external disturbance and random external disturbance (Wiener process), respectively, by using the tools, such as the L2/l2 gain analysis,sampled-data control and generalized Ito formula. It will give some simulations to show the effectiveness of the proposed methods. The purpose of this project is to explore and establish finite-time compensation control theory of Markov jumping-switching delayed systems, analyze the influence of saturation nonlinearity on the control synthesis of the systems and put forward some effective anti-windup compensation control strategies. This project will begin to analyze transition rates/probabilities, time delays and saturation and various research methods will be used. It is a frontier subject in the field of the study of jumping systems.

本项目针对具有分段不确定转移率的随机Markov跳变-切换时延系统，深入研究系统在三种补偿方式（立即补偿﹑时延补偿﹑预先补偿）下的有限时间静态和动态抗饱和补偿设计问题。在此基础上，分别针对带有有界外部干扰和随机外部干扰（维纳过程）的随机Markov跳变-切换时延系统，采用L2/l2增益分析法﹑采样控制技术和广义伊藤公式等工具，研究它们在分段不确定转移率下的干扰抑制问题。对结果进行仿真实验，检验设计方法的有效性。本项目研究旨在探索建立一套随机Markov跳变-切换系统有限时间抗饱和补偿控制理论，分析饱和非线性对此类系统控制综合的影响，进而提出行之有效的抗饱和补偿控制策略。本项目从跳变转移率﹑时延和饱和入手，运用多种研究方法，是研究跳变系统的前沿性课题。

随机跳变系统是一种具有很强应用背景的系统模型，能反映出跳变系统的跳变行为与系统随机特性等诸多结构特征。工程中由于执行器/传感器的动作受到其物理结构限制，往往发生饱和现象。同时由于通讯网络的应用，控制器/滤波器跳变信息缺失和网络受限不可避免地存在。本项目运用智能控制策略、随机过程分析以及有限时间稳定性理论，提出了一些系统性能分析的方法，给出了一些更容易实现且能顾及到控制效果的控制/滤波策略。主要成果总结如下：1.针对semi-Markov跳变系统和具有不确定转移概率的随机Markov跳变系统，研究了广义耗散状态估计与混合控制综合问题；2. 给出了随机跳变系统伴随执行器/传感器故障时有限时间分析结果，并提出了相应地故障补偿控制设计方案；3.考察了复杂的网络环境对分析随机跳变系统带来的影响，给出了多种网络诱导现象存在时控制器与滤波器设计问题的可解条件；4.针对几类随机跳变时延系统，给出了判断系统是否稳定的时延依赖判据，并给出相应的控制器设计方法。本项目研究在一定程度上丰富随机跳变系统的控制理论体系，同时本项目的研究结果为其他控制问题提供了思路和可行的办法。