切换系统稳定性分析的一种新方法

此人找代写，没素质，学做人吧！河北师范大学职业技术学院本科毕业论文开题报告论文题目：切换系统稳定性分析的一种新方法系别：电子系专业：电气工程及其自动化年级：2012级学号：2012013839学生姓名：韩士程指导教师：蔡迢阳1本科毕业论文开题报告论文题目名称切换系统稳定性分析的一种新方法论文题目来源教师选题论文题目类型A指导教师蔡迢阳学生姓名韩士程学号2012013839年级专业2012级电气工程及其自动化一、课题论证（从选题背景和研究意义两方面阐述，至少1500字）（一）选题背景在过去的20多年中，切换系统不仅具有重要的理论意义，也具有重大的实用价值，现已成为国际控制研究最热门的领域之一。目前，该类系统被广泛的研究，并获得了一系列的重要成果。切换系统来源于实际控制系统，所以对其研究不但是现代控制理论的发展的需要，更是试图解决大量实际问题的迫切需求。不同于一般系统，切换系统在运行过程中，切换规则起着重要作用，不同的切换规则将导致完全不同的动态特征：若干个稳定的子系统在某一切换规则下可导致整个系统不稳定，而若干个不稳定的子系统在适当的切换规则下可使整个系统稳定，即其子系统的稳定性不等价于整个系统的稳定性。切换系统的思想很早就在一些控制理论及工程实践中得到应用，例如Bang-Bang控制、滑模变结构控制等控制方法均涉及控制器切换，但此时的“切换”只是作为一种控制手段，目的是取得更好的控制效果。切换系统的理论研究主要是随着混杂系统的研究而展开的。混杂动态系统是一类同时包含连续事件动态系统和离散事件动态系统以及两者之间相互作用的复杂动态系统，系统中的离散事件和连续变量相互作用和互为约束，混杂动态系统的模型可描述多种典型的复杂性，例如多层次、多模型、变结构、不确定性、时滞以及脉冲等，可解决许多纷杂系统的控制问题，如复杂工业生产过程、交通控制系统、计算机集成制造系统等。切换系统被普遍地认为是一种典型的混杂系统，是从系统与控制科学的角度来研究混杂动态系统的一类系统，也是目前控制界研究的一个前沿方向和热点。（二）研究意义切换系统的本质是切换，其性质不是各个子系统性质的简单叠加，而是具有起特殊性和复杂性。因此，切换系统稳定性研究是非常必要的，在理论和实践上都有重要的意义。在实践应用中，许多自然、社会及工程系统会随环境的变化而展现不同的的模型，如神经网络、交通控制、汽车工业等，而用切换系统可以很好地刻画出这些系统的数学模型。在经典控制理论中，为解决非线性系统出现的周期性震荡，特别是伺服系统的稳定性问题，提出开关伺服系统、在20世纪50年代初的航空航天领域提出的Bang-Bang时间最优控制理论。稳定性是研究切换系统的一个根基。因此，要想深入研究切换系统，需先建立它的稳定性理论。通过本文的研究就能够提供切换系统稳定性分析的新方法，解决在网络系统中存在的问题，举出实例对模型进行说明，并将它们组合在一起建立切换系统的一般模型，然后分别用不同的方法进行系统切换，综合比较不同方法的特性，阐述新方法的优点，以及实用性。2二、方案设计（研究内容、研究方法以及拟解决的关键问题）（一）研究内容第一章，主要对切换系统稳定性进行介绍，简单说明目前研究中存在的基本问题和研究成果，然后进一步说明了本课题的研究方法，明确本文的研究任务与目标。第二章，主要讲述切换系统的数学模型，包含外部促使切换系统模型、内部促使切换系统模型和切换系统的一般模型。第三章，讨论带混合时滞的不确定切换系统指数稳定性，利用李雅普诺夫函数方法以及线性矩阵不等式，给出了系统指数稳定性的充分条件。第四章，利用线性矩阵不等式、平均驻留时间法以及差分不等式，分别讨论带变时滞的离散切换系统的指数稳定性，并给出带变时滞的离散切换系统指数稳定性的充分条件。第五章，总结与展望，主要总结了本文的主要工作，并对未来研究进行了展望。（二）研究方法（1）文献综述法，总结当前的研究现状，并且本文的研究重点，并且借助当前的研究成果指导本文研究，提供理论支持。（2）建模分析法，建模是控制系统设计的基础，切换系统建模切换系统由于触发方式不同，可分为外部促使切换和内部促使切换两种方式。分别给出了外部促使切换和内部促使切换单独的数学模型，将它们组合在一起建立切换系统的一般模型。（3）稳定性分析，稳定性分析是网络控制系统研究中的重要内容，本文考虑网络诱导因素不同从而网络模型也会不同，也就会建立不同Lyapunov函数，然后进行稳定性证明，多Lyapunov函数方法，研究了非线性切换系统的指数稳定性。（三）拟解决的关键问题本文主要分析在对切换系统的研究中，当时滞与切换同时存在于一个系统中时，系统则变得尤为复杂。时滞的存在，使得系统变得更加复杂多样，同时它也是导致系统稳定性变化的一个重要原因。因此，对时滞切换系统稳定性分析就可以获取相应的分析结果的研究。同时，除了时滞现象会对系统的稳定性产生影响外，外界的干扰输入、测量误差、参数估计误差等引起的系统的不确定性，以及在切换时刻发生的脉冲现象等，都对系统的稳定性产生很大的影响。本文在研究切换系统稳定性时，对这些因素的研究，解决了这些因素引起的切换系统的不稳定性问题。3三、工作计划、进度与时间安排第一阶段2016.1.5-2016.2.22文献收集，掌握国内外研究现状第二阶段2016.2.23-2016.3.3理论分析，学习相关理论知识第三阶段2016.3.4-2016.4.15切换系统模型建模，稳定性分析及其他相关研究分析第四阶段2016.4.16-2016.5.1书写论文第五阶段2016.5.2-2016.5.15准备答辩四、论文写作提纲（要求至少到二级标题）第一章绪论1.1研究背景及意义1.2国内外研究现状1.3本文主要研究内容及方法第二章切换系统的数学模型2.1外部促使切换系统模型2.2内部促使切换系统模型2.3切换系统的一般模型第三章混合时滞切换系统的指数稳定性3.1具混合时滞的不确定切换系统的指数稳定性3.1.1预备知识3.1.2主要结果3.2具混合时滞的脉冲切换系统的指数稳定性3.2.1预备知识3.2.2主要结果3.3本章小结第四章非线性离散切换系统的一致稳定性4.1预备知识4.2主要结果4.3应用举例4.4本章小结第五章总结与展望5.1主要内容及创新之处5.2展望4五、参考文献[1]张金华,姜建妹,杨月全,蔡宁,张天平.不确定离散切换系统的状态反馈鲁棒控制[J].系统工程与电子技术.2010(02)[2]丛屾,刁翔,邹云.二阶线性切换系统指数镇定的充要条件[J].自动化学报.2010(08)[3]周龙甫,师奕兵,张伟.拥有领导机制的改进粒子群算法[J].控制与决策.2010(10)[4]王银河,罗亮,陈玮,郑柏超,章云.一类不确定大系统的状态量化分散反馈镇定控制器设计[J].控制与决策.2010(10)[5]王清,赵勇,饶从军.基于阈值的案例决策方法及其在创新设计中的应用[J].控制与决策.2010(10)[6]付主木,费树岷.一类切换线性奇异系统的H_∞控制[J].控制理论与应用.2008(04)[7]付主木,费树岷.一类不确定切换奇异系统的动态输出反馈鲁棒H_∞控制[J].自动化学报.2008(04)[8]王伟,张庆振,任章.传感器失效的飞控系统完整性控制器设计[J].火力与指挥控制.2007(07)[9]张悦,张庆灵,赵立纯.阶段结构广义生物经济模型的分岔及控制[J].系统工程学报.2007(03)[10]尹玉娟,赵军.具有脉冲作用的切换线性广义系统的稳定性[J].自动化学报.2007(04)[11]王仁明,关治洪,王燕舞,刘新芝.关于一类线性时不变切换系统的脉冲控制[J].系统工程学报.2006(04)[12]MENGBinZHANGJi-Feng(KeyLaboratoryofSystemControl,AcademyofMathematicsandSystemsScience,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080)(BeijingInstituteofControlEngineering,Beijing100080).OutputFeedbackBasedAdmissibleControlofSwitchedLinearSingularSystems[J].自动化学报.2006(02)5指导教师意见（由指导教师填写）指导教师（签章）：年月日开题小组意见（选题是否有价值，建议意见。开题小组在填写意见时，要明确是否同意本选题、是否同意进入毕业论文撰写环节）开题小组组长（签名）：年月日学院审查意见学院盖章年月日6