劉旭遙
(吉林師范大學 數(shù)學學院,吉林 長春 136000)
離散系統(tǒng)在綜合與分析問題上的研究,目前國內(nèi)外學者已經(jīng)取得了較好的研究成果[1-8]。但是,與具有參數(shù)不確定離散系統(tǒng)的魯棒性能相關(guān)聯(lián)的結(jié)果仍然存在很多不足,需要進一步補充和完善。文獻[9-11]應用離散時間系統(tǒng)的分析和設(shè)計方法分析和設(shè)計控制系統(tǒng),但是由于非線性系統(tǒng)本身具有一定的復雜性,往往對其進行穩(wěn)定性分析和控制造成困難。本文采用Lyapunov函數(shù)方法,結(jié)合線性矩陣不等式技術(shù),得出不確定離散系統(tǒng)等價的線性矩陣不等式的一個充分條件。
針對具有參數(shù)不確定性的離散系統(tǒng):
其中,x(k)∈Rn是狀態(tài)向量,u(k)∈Rm是控制輸入,w(k)∈Rp是外部干擾輸入,z0(k)∈Rq、z1(k)∈Rr是調(diào)整后的輸出,A、B1、B2、C0、C1、D0和D1是實常數(shù)矩陣,ΔB1是不確定實矩陣,具有以下形式:
γ>0為狀態(tài)反饋控制律,有:
得到閉環(huán)系統(tǒng):
引理1:給定適當維數(shù)的矩陣Y、D和E,其中Y是對稱的,則Y+DFE+ETFTDT<0。對于所有滿足FTF≤I的矩陣F,當且僅當存在常數(shù)ε>0時,則Y+εDDT+ <ε-1ETE0。
定理1:給定一個常數(shù)γ>0和式(8),A—c漸近穩(wěn)定,且||T(z)||∞<γ,當且僅當存在常數(shù)α>0,則:
有一個正定矩陣P,所以γ2α-1I-B2TPB2>0,則:
定理2:存在常數(shù)α>0和對稱正定矩陣P,使得式(9)和γ2α-1I-B2TPB2>0成立。當且僅當存在常數(shù)α、β>0和對稱正定矩陣X時,有:
證明:根據(jù)矩陣的schur補充性質(zhì),矩陣不等式(9)和γ2α-1I-B2TPB2>0成立,則:
記:
通過引理1,當且僅當存在常數(shù)β>0時,有:
進一步應用schur補充屬性,并代入矩陣Y的表達式,有:
將上述六階矩陣左乘和右乘矩陣diag{P-1,αI,I,I,I,I},并記X=P-1,C0c=C0+D0VX-1,C1c=C1+D1VX-1,Ac=A+B1VX-1來獲得式(11)。
針對具有參數(shù)不確定離散系統(tǒng),利用Lyapunov函數(shù)方法,結(jié)合線性矩陣不等式技術(shù),在引理1的基礎(chǔ)上,得出了不確定離散系統(tǒng)等價的線性矩陣不等式的一個充分條件。