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1.4 现有研究结果的空白及不足

镇定控制是系统控制的一个重要课题。关于一型T-S模糊系统的镇定性条件,文献中存在很多有价值的成果。然而,存在的结果也有一些缺陷,一旦原始非线性系统包含不确定性参数,一型T-S模糊模型的隶属函数可能具有不确定性信息。于是,基于PDC策略的镇定性结果会失效。为了处理具有不确定隶属函数的一型T-S模糊模型,Lam提出了一型non-PDC模糊反馈控制器,并利用 MFSD分析法获得了基于 LMI形式的镇定条件 [31] 。然而,non-PDC策略不能较好地利用隐藏在隶属函数中的不确定信息,从而其结果通常具有保守性。区间二型模糊集作为普通二型模糊集的特殊版本,计算相对简单,同时它保留了二型模糊集处理不确定性的良好性质,因此更具实际应用价值。Lam 在文献[32]提出了一个区间二型 T-S 模糊模型,用此模型表示具有参数不确定性的非线性系统或具有不确定模糊权重的一型T-S模糊系统。该模型提高了处理不确定性的能力,参数不确定性可以被上、下隶属函数有效捕获。基于提出的区间二型 T-S 模糊模型,文献[32]设计了区间二型模糊状态反馈控制器保证闭环系统渐近稳定。运用CQLF和MFSD分析法,文献[32]给出了基于LMI的镇定条件。文献[45,50~52,131~133]扩展了文献[32]的结果。尽管现有研究结果推进了一型T-S模糊系统及区间二型T-S模糊系统的发展,但仍然存在一些有待进一步解决和尚未解决的问题,主要包括以下几个方面。

(1)现有研究结果主要关注区间二型T-S模糊系统的单一全局模糊状态反馈控制器的设计,但单一全局模糊状态反馈控制器可能在补偿非线性上遭遇困难,从而导致获得的结果具有较大的保守性。随着科技的发展,被控对象的非线性和不确定性越来越高,提高区间二型模糊状态反馈控制器的镇定能力具有重要的实际意义。切换控制器比单一全局控制器更能减少设计条件的保守性,但如何利用切换控制技术处理区间二型 T-S 模糊系统是有待进一步解决的问题。

(2)现有研究结果主要基于CQLF推导区间二型模糊状态反馈控制器的设计条件,然而CQLF极易导致设计条件的保守性。文献已经证实FLF比CQLF更能减少设计条件的保守性,大量文献已经研究了基于FLF设计一型模糊状态反馈控制器,但如何利用FLF设计区间二型模糊状态反馈控制器是有待进一步解决的问题。

(3)实际系统的状态通常无法直接量测,而静态输出反馈控制结构简单且易实施,因此研究静态输出反馈控制方法具有重要的实际应用价值。然而,据作者掌握的资料,区间二型T-S模糊系统的静态输出反馈控制仍然处于空白领域。另外,现有的一型模糊静态输出反馈控制方法也存在一些缺陷,如被控对象必须具有公共的输出矩阵或行满秩的输出矩阵,设计条件存在等式约束,设计条件是双线性矩阵不等式。提出一个既适合于一型T-S模糊系统,又适合于区间二型T-S模糊系统的静态输出反馈控制方法,并且能消除一型模糊静态输出反馈控制方法现有缺陷,具有重要的实际意义。

(4)文献中存在的一型模糊动态输出反馈 H 控制器通常依赖被控对象的模糊权重,因此一型T-S模糊系统的模糊权重需假定不包含不确定信息。也就是说,现有结果仅可应用到具有确定模糊权重的一型T-S模糊系统。区间二型T-S 模糊系统可以等价表示具有不确定模糊权重的一型 T-S 模糊系统。因此,给出区间二型 T-S 模糊系统的动态输出反馈 H 控制方法可以解决现有结果的不足。

(5)具有不可测前提变量的一型T-S模糊系统在实际应用中扮演了重要角色,然而该系统的观测器设计问题也更具难度。现有的结果通常存在如下缺陷:考虑的系统具有公共的输入矩阵或输出矩阵;考虑的系统具有行满秩输出矩阵或列满秩输入矩阵;镇定条件表示为双线性矩阵不等式;李雅普诺夫矩阵具有特殊的结构约束。此外,基于观测器的区间二型T-S模糊系统的 H 控制是尚未解决的问题。提出基于观测器的区间二型 T-S 模糊系统的 H 控制方法,并且消除现有一型模糊观测器设计算法的缺陷具有重要的理论意义和实际应用价值。 PBNLKSJvWONN7q23h/5vyPctE0Wl+i89Zk0JazKunyMJe47bi/ST3A5fHPWpfm6/

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