资源说明:在控制系统的稳定性分析中,连续时间系统和离散时间系统因其处理信号的方式不同而存在本质区别。在采样数据控制系统的研究中,这类系统既包含连续时间信号也包含离散时间信号,它们的共存成为了系统分析与设计的难点。采样数据控制系统的稳定性问题,尤其是对系统鲁棒稳定性的分析,是一个复杂但至关重要的研究领域。
在本文中,首先介绍了采样数据控制系统的概念。系统中的被控对象(plant)是连续的,所以输入和输出信号都是连续时间信号。而控制器由于是由计算机实现的,它具有离散时间的属性。因此,连续时间信号与离散时间信号并存是采样数据系统的特点,这也是系统分析和设计中所面临的难题。
研究者们在连续系统和离散系统的性能分析及鲁棒稳定性分析方面做了很多工作。在进行采样数据系统的性能分析和鲁棒稳定性分析时,必须了解外生扰动信号对被控对象输出信号z的影响,即必须知道从w到z的映射的L2-诱导范数。通过提升技术,可以计算采样数据系统的L2-诱导范数,但应用提升技术时有特定条件需要满足。如果这些条件不满足,那么提升后的范数就无法被保留。
提升技术(lifting technique)被认为是采样数据系统分析和设计的主要方法。这种技术考虑到了样本间的动态行为,因而成为分析这类系统的首选方法。文章提出了一种新的离散化方法用于鲁棒稳定性分析,此方法在使用小增益定理条件时不会带来保守结果。此外,文章还通过两个例子来说明上述观点。
在讨论鲁棒稳定性问题时,使用小增益定理,状态转移算子为零,当前的提升算法无法直接应用。文章详细推导了在鲁棒稳定性分析中使用的提升计算公式。进一步的研究表明,当使用提升技术进行鲁棒稳定性分析时,其结果是保守的。因此,本文提出了一种新的离散化方法用于鲁棒稳定性分析,当使用小增益定理的条件时,该方法不会产生保守的结果。
鲁棒稳定性(robust stability)是指系统在参数摄动或外部干扰存在的情况下,仍能保持其稳定性的能力。在实际应用中,系统总是受到各种不确定因素的影响,因此鲁棒稳定性分析对于确保系统在实际操作中能够稳定运行至关重要。
关键词中还提到了“保守(conservative)”,这在控制系统中指的是分析或设计方法得出的结论过于保守,即给出的性能评估过于严格,系统实际性能可能比评估结果要好。文章指出,当前提升技术在鲁棒稳定性分析中的使用结果是保守的,这会限制系统的性能,因此提出了非保守的新的离散化方法。
在本文中作者对采样数据控制系统中鲁棒稳定性分析的方法进行了深入探讨,并提出了一种新的离散化方法,这不仅推进了采样数据控制系统的理论研究,也为实际控制系统设计提供了新的思路和工具。通过对提升技术的改进和新方法的应用,可以更准确地分析系统的鲁棒稳定性,为系统的可靠性和稳定性提供了保障。
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