不确定系统的滑模控制理论及应用研究

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不确定系统的控制是目前控制理论研究的一个重要问题。目前针对不确定系统主要有鲁棒控制、自适应控制、滑模变结构控制与智能控制等方法。由于滑模控制系统的滑动模态对满足匹配条件的参数变化与外部扰动具有完全鲁棒性,因而受到了广泛重视。本文基于鲁棒控制、自适应控制以及模糊控制等理论,深入研究了不确定系统的滑模变结构控制问题。主要包括以下几个方面: 研究了一类不确定线性系统滑模控制器的设计问题。分析了一类不确定系统滑模面设计方法的本质,得到了设计滑模面的一种简单方法,可以利用不确定线性系统鲁棒控制的结论直接设计滑模面; 基于不确定滑模控制系统的实际滑动模态仅仅收敛于理想滑动模态周围一定区域的假设,提出了设计滑模面的一个充分条件,得到了不确定滑模控制系统的动态品质的一个估计式。针对不确定时滞系统,提出了一种虚拟反馈控制与滑模控制相结合的控制策略,得到了设计时滞独立型的滑模面的一个充分条件,并设计了滑模控制器,确保了闭环系统的鲁棒稳定性。此外,将该方法进一步推广到一类不确定中立型时滞系统。由于虚拟反馈控制的使用,在不影响滑模控制器设计的前提下,简化了不确定中立型时滞系统的滑模面的设计,得到了设计时滞独立型的滑模面的一个充分条件。基于全程滑模思想,结合自适应控制策略,设计了一种时滞依赖型的自适应滑模控制器。基于自由权时滞转换模型,把名义时滞系统时滞依赖稳定性的新结论,直接引入到不确定时滞滑模控制系统的设计中,简化了时滞依赖型的滑模控制器的设计问题,得到了设计时滞依赖型滑模面的一个充分条件,同时,减小了滑模面设计的保守性。讨论了一类不确定非线性时滞系统的滑模控制问题。基于T-S 模糊模型,进一步推广了虚拟反馈控制与滑模控制相结合的思想,应用于不确定非线性时滞系统,设计了滑模控制器,导出了设计稳定滑模面的一个充分条件,确保了不确定非线性时滞系
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