几类中立型系统的滑模控制问题研究

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中立型系统的滑模控制(SMC)问题研究是现代控制论的一个重要方向。中立型系统是一类广义时滞系统,系统的状态不仅与过去时刻的状态有关,还与过去时刻状态的变化速率有关,其应用背景更为广泛。大多数时滞系统可以看做中立型系统的特例,而且许多时滞系统也可以转化为中立型系统。滑模控制是一种突破固定结构的不连续控制方法,其控制律设计简单且不需要精确的系统模型,最关键的是当系统处于滑动模态时对外界干扰及未建模动态等因素具有完全的鲁棒性。故研究中立型系统的滑模控制问题具有重要的现实价值和理论意义。本学位论文研究了几类中立型系统的滑模控制问题,主要涉及抖振抑制、控制律设计、滑模函数的设计以及观测器等相关理论研究。主要研究内容及创新如下:(1)研究了带有不匹配扰动的中立型系统的滑模控制中的抖振抑制问题。首先建立了适应带有不匹配扰动的中立型系统的扰动观测器,目的是通过扰动抑制抖振。其次通过观测到的扰动值构建了控制器,使得系统状态有限时间到达滑模面,并得到了使系统滑动并最终稳定的充分条件。最后通过最终的实验仿真证明扰动对抑制抖振具有良好的效果。(2)研究了带有马尔科夫跳变的不确定中立型系统的滑模控制问题。首先设计了使系统能够到达滑模面的控制器,考虑将中立型算子引入到滑模函数的设计中,并建立了相关的稳定性定理。其次在存在外界扰动且状态不可量测时,引入非脆弱H∞观测器,然后对误差系统进行了滑模控制。最后实验仿真验证了定理的有效性。(3)研究了带有部分转移概率未知的马尔科夫跳变的不确定中立型随机系统的滑模控制问题。基于带有马尔科夫跳变的不确定中立型系统的滑模控制问题的研究结果,考虑了部分转移概率未知的马尔科夫跳变系统。首先设计了滑模控制律,使系统状态能够有限时间到达滑模面,其次提出了使系统在滑模面上滑动到平衡点的充分条件。最后通过数值例子说明了结果的正确性。
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