随机非线性马氏系统的滑模控制

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滑动模态控制(sliding mode control以下简称SMC)是一种控制系统的设计方法,由于其对系统摄动、干扰的鲁棒性好,在实际中有相当普遍的应用。在本文的研究中,我们考虑了两种随机非线性马氏系统的SMC。通过对滑模控制器的设计,我们讨论了模型的稳定性控制和滑模面的可达性。本文主要结论可概括为以下两部分:1.基于观测器的随机非线性马氏系统的SMC我们探讨了一类随机非线性马氏跳变系统的滑模控制,所考虑的系统受模态的不确定性、未知的非线性项、时变时滞和外部扰动项等因素的影响,这些因素的考虑使得系统更复杂且更有一般性。再加上转移概率是部分未知的,提高了处理的难度。本部分的主要任务是对这种复杂系统设计一个滑模控制器,且它是基于观测器的。首先构造观测器,由此可得误差系统模型。然后设计一个新的控制器,使积分滑模面满足可达性条件。在滑模控制律下,构造Lyapunov泛函,通过对矩阵不等式和部分未知的转移概率的处理最终得到一组确保了闭环系统的随机稳定性的LMIs。最后的数值例子证实了本部分的研究结果。2.具有执行器故障的随机非线性马氏系统的非脆弱SMC我们研究了一类具有系统不确定性和执行器故障的随机非线性马氏跳变系统的滑模控制。在本部分中,我们设计了一种新的滑模控制器,与已有的研究相比,这个非脆弱控制器同时考虑了执行器故障和控制器增益摄动,通过考虑更一般的执行器故障模型和在控制器增益中考虑附加不确定性的扰动矩阵,有效地减弱了执行器故障的影响,使得到的模型稳定性和控制器更有实际意义。首先设计了一个合适的积分滑模面函数,构造滑模控制器。然后在保证滑模面可达性的前提下,构造Lyapunov函数,综合滑模控制律,最终给出了确保系统随机稳定性的一组严格的充分条件。最后的数值例子证实了本部分的研究结果。
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