非线性系统输入状态稳定性分析与设计的不定向量Lyapunov函数导数方法

基本信息
批准号:61503135
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:宁重阳
学科分类:
依托单位:湖南科技大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:沈洪远,肖小石,熊培银,肖登峰,陈茂林,王磊
关键词:
函数输入状态稳定性稳定性镇定Lyapunov积分输入状态稳定性
结项摘要

In the project, we investigate the input-to-state stability of nonlinear systems and discovery new sufficient conditions for them, these conditions are more relaxed than others in that they employ a vector Lyapunov function with an indefinite rather than a negative definite one. While for a nonlinear time-delay system, we describe a vector Lyapunov-Krasovskii functional and a vector Lyapunov-Razumikhin function with an indefinite derivative that can be used to determine the input-to-state stability, respectively. First, an extended vector comparison principle for estimating the solution of a differential inequality with an upper bound that is not (semi)negative definite is presented. Then, that principle of a vector Lyapunov-Krasovskii functional and a vector Lyapunov-Razumikhin function with an indefinite derivative are employed to derive an input-to-state stability criterion. On the other hand, based on the results of the indefinite vector Lyapunov function, we introduce the notion of an indefinite control vector Lyapunov function as a generalization of control Lyapunov functions, and show that input-to-state stabilizability of a nonlinear system is equivalent to the existence of a indefinite control vector Lyapunov function. Moreover, using indefinite control vector Lyapunov functions, we construct a universal decentralized feedback control law for a decentralized nonlinear dynamical system that possesses guaranteed input-to-state stable. In the project, we describe a vector Lyapunov function with indefinite derivative to derive an input-to-state stability criterion, this greatly extends previous work in this field. It generalizes previous results and enlarge the class of systems, which possesses the input-to-state stable property. The results are very interesting and enriches the amount of tools for the analysis and design of nonlinear systems.

本项目针对非线性系统,提出不定向量Lyapunov函数导数方法,即通过一个向量Lyapunov函数,在其每一个分量具有不定导数的情况下,建立系统输入状态稳定性判别方法。针对时滞系统,通过建立一个带时滞的向量值比较引理,估计时滞系统状态,提出不定向量Lyapunov-Krasovskii泛函和Lyapunov-Razumikhin函数导数方法,建立时滞系统输入状态稳定性判别准则。针对非线性控制系统的输入状态稳定控制器设计问题,基于输入状态稳定性分析的研究成果,提出不定控制向量Lyapunov函数这一概念,并利用这个函数建立系统存在输入状态稳定控制器的充要条件。基于提出的不定控制向量Lyapunov函数,设计出输入状态稳定控制器,保证系统的输入状态稳定性。通过本项目的研究,将建立一种不定向量Lyapunov函数导数方法,进一步丰富Lyapunov理论,为非线性系统的分析和设计提供有力的新工具。

项目摘要

本项目针对非线性系统,提出不定向量Lyapunov函数导数方法,判定非线性系统的输入状态稳定性。针对时滞系统,通过建立一个带时滞的比较引理,估计时滞系统状态,提出不定向量Lyapunov-Krasovskii泛函和Lyapunov-Razumikhin函数导数方法,建立时滞系统输入状态稳定性判别准则。针对非线性控制系统的输入状态稳定控制器设计问题,基于输入状态稳定性分析的研究成果,提出不定控制向量Lyapunov函数这一概念,并利用这个函数建立系统存在输入状态稳定控制器的充要条件。基于提出的不定控制向量Lyapunov函数,设计出输入状态稳定控制器,保证系统的输入状态稳定性。通过本项目的研究,建立了一种不定向量Lyapunov函数导数方法,进一步丰富了Lyapunov理论,为非线性系统的分析和设计提供了有力的新工具。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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