式中,Mij[ξj(t)]为ξj(t)对于Mij的隶属度,并且。
采用平行分布补偿控制策略,则模糊状态反馈控制律为
式中,Ai、Bi分别为适当维数的矩阵;x(t)∈Rn,为状态矢量;u(t)∈Rm,为输入矢量;i=1,2,…,r为模糊规则的数量;Ri为该模糊系统第i条规则。
采用单点模糊化、乘积推理规则及中心加权清晰化,式(6-33)可以写为
式中,
。
式中,Mij[ξj(t)]为ξj(t)对于Mij的隶属度,并且。
采用平行分布补偿控制策略,则模糊状态反馈控制律为
鉴于:
鉴于:
将模糊状态反馈控制律,即式(6-36)的后件带入基于T-S模糊模型的非线性被控对象,即式(6-34)中,则闭环控制系统可以重建为
将模糊状态反馈控制律,即式(6-36)的后件带入基于T-S模糊模型的非线性被控对象,即式(6-34)中,则闭环控制系统可以重建为
此T-S模糊模型的闭环稳定性可由Lyapunov稳定性理论得出,具体分析如下:
首先选择一个二次型非负能量函数作为Lyapunov函数,即
V(t)=xT(t)Px(t) (6-39)
注意到对于任意合适维数的列矢量x(t)、y(t)和一个对称方阵Q=QT,有如下事实:
xT(t)Qy(t)=yT(t)Qx(t) (6-40)
则沿着闭环系统方程求V(t)的时间导数,可得
此T-S模糊模型的闭环稳定性可由Lyapunov稳定性理论得出,具体分析如下:
首先选择一个二次型非负能量函数作为Lyapunov函数,即
V(t)=xT(t)Px(t) (6-39)
注意到对于任意合适维数的列矢量x(t)、y(t)和一个对称方阵Q=QT,有如下事实:
xT(t)Qy(t)=yT(t)Qx(t) (6-40)
则沿着闭环系统方程求V(t)的时间导数,可得
容易看出使得闭环模糊系统稳定的条件,也就是的条件是存在下面的负定矩阵:(www.xing528.com)
[P(Ai+BiKj)+(Ai+BiKj)TP]<0 (6-42)
即使得:
PAi+ATiP+PBiKj+KjTBiP<0 (6-43)
由于式中Kj和P均为待求变量,因此这是个非线性矩阵不等式。
下面将其转化为可以利用Matlab鲁棒控制LMI(linear matrix inequalities)工具箱求解的线性矩阵不等式。
令X=P-1,并与上面的非线性矩阵不等式进行左乘和右乘,故得
AiX+XATi+BiKjX+XKjTBTi<0 (6-44)
再令Yj=KjX,式(6-44)可进一步转化为
AiX+XATi+BiYj+YjTBTi<0 (6-45)
式(6-45)的待求变量X和Yj,j=1,2,…,r可通过LMI工具箱求得可行解。
最终使得闭环T-S模糊系统稳定的状态反馈控制器增益可通过式(6-46)计算得出:
Kj=YjX-1(j=1,2,…,r) (6-46)
容易看出使得闭环模糊系统稳定的条件,也就是的条件是存在下面的负定矩阵:
[P(Ai+BiKj)+(Ai+BiKj)TP]<0 (6-42)
即使得:
PAi+ATiP+PBiKj+KjTBiP<0 (6-43)
由于式中Kj和P均为待求变量,因此这是个非线性矩阵不等式。
下面将其转化为可以利用Matlab鲁棒控制LMI(linear matrix inequalities)工具箱求解的线性矩阵不等式。
令X=P-1,并与上面的非线性矩阵不等式进行左乘和右乘,故得
AiX+XATi+BiKjX+XKjTBTi<0 (6-44)
再令Yj=KjX,式(6-44)可进一步转化为
AiX+XATi+BiYj+YjTBTi<0 (6-45)
式(6-45)的待求变量X和Yj,j=1,2,…,r可通过LMI工具箱求得可行解。
最终使得闭环T-S模糊系统稳定的状态反馈控制器增益可通过式(6-46)计算得出:
Kj=YjX-1(j=1,2,…,r) (6-46)
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