非线性不确定离散时变时滞系统滑模控制研究

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LuYang
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众所周知,滑模变结构控制对于内部参数不确定性和外部干扰等不确定因素具有较强的鲁棒性,因此,自20世纪50年代被提出以来,该方法一直是控制领域的研究热点之一.滑模控制已在连续系统中得到广泛的应用和研究,同时,随着计算机技术的发展和应用,离散时间系统的滑模控制问题也逐渐受到重视.由于采用过程的限制,一般不存在理想滑动模态,故无法保证滑模准确可达,因此,离散滑动模态的特性、存在条件和可达条件都和连续情况截然不同,而且在实际应用系统中不可避免的存在各种不确定因素,如时变时滞、非线性干扰、执行器故障等,也会影响到控制系统的性能,严重甚至会导致系统失稳.因此,关于非线性不确定离散时变时滞系统滑模控制方法的研究具有非常重要的理论价值和实用意义.本文的主要研究工作概况如下:第一章,在查找并研读众多优秀文献的基础上,首先介绍论文的研究背景及意义,然后介绍滑模变结构控制的研究现状,总结了离散时间系统滑模变结构控制、积分滑模变结控制、构执行器故障的滑模可靠控制等滑模变结构控制的主要研究方向.第二章,主要介绍基础知识和相关引理.首先介绍了滑模变结构控制理论的基础知识,接着论述滑模控制的步骤及滑模面的设计的方法,然后介绍了离散滑模控制原理、存在条件、可达条件及设计方法,最后介绍了Lyapunov稳定性理论、线性矩阵不等式(LMI)理论及相关引理.第三章,针对一类非线性不确定离散时变时滞系统的滑模控制问题,构造状态观测器估计所研究系统的状态,在估计状态基础上设计积分滑模面,使整个动态过程对于外部干扰具有完全鲁棒性.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术给出了滑模动态系统渐进稳定的充分条件.设计相应的滑模控制器,并在控制器中引入饱和函数消除系统的抖振,利用仿真实例验证所提出方法的有效性.第四章,针对一类执行器可能发生故障情况下的非线性不确定离散时滞系统的滑模可靠控制问题,给出了执行器故障模型的表达式,设计积分滑模面和滑模控制侓,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术给出了滑模动态系统渐进稳定的充分条件;并证明所设计滑模控制侓可以保证滑动模态在执行器故障的影响下仍然具有可达性.数值仿真验证了本章所设计方法的有效性.最后,对本文主要的研究工作进行了概况总结,并提出了进一步的研究方向.
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