基于TS模糊模型的分数阶广义系统的输出反馈控制

This project investigates fuzzy control problems for complicated dynamic systems, and focuses on the output feedback stabilization and performance control for TS fuzzy fractional descriptor systems. The main purpose is threefold. The first is to study fuzzy output feedback control problems and establish direct design methods through static output feedback, dynamic output feedback and observer-based feedback. It meanwhile establishes iterative algorithm based design methods by providing new linearization techniques for solving related nonlinear optimization problems. The second is to study normalization and stabilization problems for TS fuzzy fractional descriptor systems, and give effective design methods. The third is to study fuzzy tracking control problems for the complicated dynamic systems and present effective robust control design schemes. Moreover, our plan aims also at other related systems, for instance fractional time-delay systems, and delivers respective control designs. The outcome of this project will hopefully provide a series of output feedback design methods which are applicable for theoretical and practical applications, and further enrich control theory for fuzzy systems with complex structures.

本项目拟研究具有复杂结构的动态系统的模糊控制方法，主要研究基于TS模糊模型的分数阶广义系统的输出反馈能稳控制及性能控制问题。一方面研究模糊输出反馈控制问题，建立静态输出反馈、动态输出反馈和基于观测器的反馈控制问题的直接设计方法，以及基于凸优化的迭代方法；另一方面研究基于TS模糊模型的分数阶广义系统的正常化控制问题，建立有效的反馈正常化镇定控制设计方案；同时研究该类系统的模糊跟踪控制问题，建立有效易应用的鲁棒跟踪控制策略。另外，研究也将针对其它相关系统，如时滞分数阶系统等的模糊控制问题进行研究。总之，本项目将围绕复杂动态系统的输出反馈控制问题建立一系列易于实现和应用的设计方案，研究成果将充实智能控制理论，为复杂动态系统的输出反馈控制理论和实际应用提供新方法。

本项目研究复杂动态系统的分析与控制问题，获得一系列围绕模糊分数阶广义系统的分析与综合的新方法，建立了输出反馈控制、鲁棒控制等问题为主的全新设计方案。主要研究成果包括：针对广义分数阶系统，获得了基于观测器的能稳控制的充分必要条件，以及动态输出反馈镇定问题的充分必要条件的设计方案；针对具有输入时滞的分数阶系统，给出了基于观测器的反馈镇定新方法，首次获得解决该问题的充分必要条件；针对分数阶模糊控制系统，获得了简单直接的静态输出反馈控制方法；针对矩形广义系统，给出时滞动态补偿的镇定方法，以及基于TS模型的正则化及镇定方法；针对复杂非线性系统，基于模糊逼近及神经网络方法，获得了自适应输出反馈控制方案。共发表基金标注论文60余篇，获批1项发明专利，获1项山东省自然科学二等奖。本项目的结题成果，为复杂动态系统的理论研究和实际应用提供有效的新方法和理论支持。本项目培养博士研究生毕业5名，在读6名，硕士研究生24名。