T-S 模糊广义系统的耗散性分析与控制

The project will investigate the problems of dissipative analysis and control for the nonlinear descriptor system via a T-S fuzzy model. Below are the objectives of this project: Firstly,the project will use fuzzy models to approximate and express a nonlinear descriptor system,and then solve the dissipative problems, such as the structure and response characteristics of the system, of the T-S fuzzy descriptor system.The solvable conditions of dissipative controller will be determined by using feedback control methods and a design scheme of a robust dissipative controller will be proposed in this project. The project will analyze the conditions to achieve dissipative, passive and H-infinity control in the same design process, and propose specific algorithms. Secondly, the response characteristics of the original nonlinear descriptor system will be investigated according to a robust dissipative controller of the T-S fuzzy model. By analyzing the causes of errors, the methods to reduce system errors will be developed. The original nonlinear descriptor system could be controlled by analyzing the entire control system. Finally, the effect of the bifurcation point in algebraic constraint equations on dissipativity will be studied for the system. Then the dissipative analysis theories and control methods of the system will be investigated and some control methods will be given. Novel theory and methods on dissipative analysis and control will be proposed for nonlinear descriptor systems in this project. These new theories and methods will be of vital significance to dissipative system theory and to control engineering applications.

拟研究基于T-S模糊模型的非线性广义系统的耗散性分析与控制问题。首先，通过模糊模型逼近和表示非线性广义系统。在T-S模糊广义系统层面研究耗散性问题，包括系统的结构特性、响应特性等。通过反馈控制手段，给出耗散控制器的可解条件。提出相关的鲁棒耗散控制器的设计方法。研究在一个设计过程中实现系统耗散、无源、H-infinity等控制目标的条件，给出具体算法。其次，研究基于T-S模糊模型的鲁棒耗散控制器作用于原非线性广义系统时系统的响应特性，分析误差原因，寻找降低误差的方法。通过分析整个受控系统的性质来实现对非线性广义系统的控制综合。最后,研究代数约束的分叉点对耗散性的影响, 建立相关系统耗散性分析理论与控制方法，给出有效的控制策略。本项目的研究，可以得到非线性广义系统的耗散性分析与控制的新理论、新方法。这对该系统耗散性理论本身的发展，以及理论在实际控制工程中的应用都具有重要的意义。

广义系统是处理复杂系统的有效工具且应用广泛。但是非线性广义系统的研究还不成熟。寻求新的研究方法引起重视。T-S模糊广义模型能描述更广泛的具有约束条件的物理系统、能更清晰地表达系统的实时参数扰动。它利用多个局部线性系统模型逼近一个非线性系统，用线性系统控制方法解决非线性系统控制问题，为研究非线性系统开辟了新的途径。. 本项目建立了若干T-S模糊广义系统耗散性分析与控制的新理论和方法，并应用于生物经济领域。在T-S模糊广义系统层面上：给出了耗散性一般性定义和容许性条件，研究了如何消去脉冲以确保系统解的存在与唯一；分析了H∞、无源与耗散性的内在联系、在耗散性分析与控制中的基础作用。具有这些性能时系统的结构和状态响应特性等，给出了相应耗散性能分析方法；通过反馈控制手段，给出了各类耗散控制器存在的可解条件及其设计方法，通过分析整个受控系统的性质来实现对非线性广义系统的控制综合；通过智能编程，在一个设计过程中实现了耗散、无源、H∞控制目标，节省了控制器设计的成本和时间；在状态不可测条件下把误差系统从结构上写成不确定系统，使用自由权方法并结合误差系统的结构特性给出了耗散滤波器存在的充分性条件，使误差系统容许且严格耗散；所提出方法保守性低、适用范围广；研究了微分代数方程表示的非线性系统的分岔及混沌突变现象对耗散性的影响，提出了分岔、混沌模糊控制策略并应用于生物经济领域系统的建模与控制中。完善了耗散控制理论，拓宽了应用研究领域。在Fuzzy Sets and Systems、IET Control Theory and Applications、Journal of the Franklin Institute、IEEE Transactions on Cybernetics、International Journal of Systems Science、IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems等期刊上发表SCI论文11篇（含待检索SCI 1篇），核心期刊8篇，会议论文22篇，共42篇；ISTP检索 5篇；EI检索 27篇；在清华大学出版社出版专著1部；获中国科协辽宁省自然科学学术成果二等奖；被邀在第四届TCCT随机系统与控制论坛上做特邀报告；进行了国际学术交流；培养了一支创新性科研团队。