随机奇异时滞系统跟踪控制及几类滤波器设计研究

This project is concerned with the problems of robust stability theory, tracking control and filter design for several kinds of stochastic singular systems with different parameter uncertainties and time delays. The mentioned stochastic singular systems include Ito stochastic singular time delay systems, stochastic singular markovian jumping time delay systems and the corresponding networked stochastic singular time delays systems. Based on the further study of robust stability theory of the aforementioned stochastic singular systems, we deal with the state tracking control, output tracking control and filter design problems deeply, give time delay dependent conditions of expected controllers, filters and the corresponding design methods. On the other hand, this project investigates the effective designs and practical applications of tracking controller, robust fault detection filter, non-fragile filter and deconvolution filter for stochastic singular systems with limited communication capacity including measurement quantization, signal transmission delay and data packet dropout, which appear simultaneously in a networked control system framework. The project research goal is as follows: centering on robust analysis, tracking control and filter design issues of uncertain stochastic singular time delay system, we will establish a complete system of theoretical research results, improve or supplement existing and related theories, push forward the development of control theory of stochastic singular system actively.

本课题以几类具有不确定参数和不同类型时滞的随机奇异系统（随机奇异马尔科夫跳变时滞系统、伊藤随机奇异时滞系统及网络化随机奇异时滞系统）为研究对象，深入研究其鲁棒稳定性、跟踪控制和滤波器设计等问题，给出期望控制器和滤波器时滞相关的存在条件及设计方案。另一方面，针对随机奇异系统的网络化所导致的信号传递延迟和数据丢包等实际问题，分别设计高效的跟踪控制器、故障检测滤波器、非脆滤波器和反卷积滤波器，并努力实现上述几类控制器和滤波器的实际工程应用。课题的研究目标是，围绕不确定随机奇异时滞系统的鲁棒稳定性分析、跟踪控制及滤波器设计问题，补充或者改进已有的相关理论研究，建立一套较完整的理论研究成果体系，以期对随机奇异系统控制理论的发展起到积极的推动作用。

奇异系统也称为微分-代数系统、广义系统，相对于正常系统(正则系统)而言，奇异系统是一类更具一般性和广泛形式的动力系统，能描绘出系统状态变量间的代数约束，从而能有效地描述实际系统。另一方面，随机性广泛存在于社会生活的各个领域，由于鲁棒控制理论的不断发展和完善，随机系统的鲁棒稳定性分析与控制因其深刻的实际背景而受到了广泛关注。相对于奇异系统和随机系统成熟、完善的理论体系，目前对随机奇异系统的鲁棒稳定性分析及控制研究还很不成熟，若干问题亟需进一步提出和完善。.时滞是工程领域普遍存在的现象之一，对控制系统的影响明显，会导致系统失稳或者衰减控制系统的性能。针对具有时滞的随机奇异系统，提出有效的分析与设计方法，深入研究随机奇异系统的鲁棒稳定性及镇定性理论、跟踪控制理论和滤波器设计等一系列相关问题，具有深刻的理论意义和重要的应用价值。.根据研究计划，本项目围绕时滞随机系统、时滞奇异Markovian跳变系统跟踪控制及几类滤波器设计这一主题开展了深入的研究工作。完成了对时滞随机系统、时滞奇异Markovian跳变系统及其网络化系统时滞相关稳定性的分析研究，提出了有效的分析与设计方法。同时围绕H∞跟踪控制问题、H∞滤波器、故障检测滤波器和统一框架下的扩展耗散滤波器及反卷积滤波器设计问题，开展了一系列的研究工作，获得了具有学术价值的发现和结论。本研究项目丰富了时滞随机系统、时滞奇异Markovian跳变系统控制理论的研究内容，为时滞随机系统、时滞奇异Markovian跳变系统控制理论的进一步发展提供了有效的研究方法。.本项目根据研究计划开展了深入研究工作，共发表学术论文22篇，其中SCI 期刊录用1篇，SCI检索19篇，国际会议论文2篇；培养研究生2人, 培养业务骨干3人，获得了预期结果，达到了预期目标，完成了研究计划。