具有不确定性模糊系统的滑模控制和稳定性分析

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T-S模糊模型是用多个线性系统来拟合同一非线性系统,它可以用较少的模糊规则来表示高度复杂的非线性系统.而在实际系统中,经常伴有干扰信号和扰动等一类不确定性,这些不确定性影响了系统的稳定,因此采用滑模控制解决这一问题.滑模控制是一种特殊的非线性控制,具有响应速度快、对外部干扰具有不变性的优点,得到了国内外众多学者的关注.近年来,随着对滑模控制的不断深入研究,滑模控制理论得到了进一步完善并广泛应用于各种复杂的动力系统中.对于模糊非线性系统滑模控制的研究,虽然也取得了相当可观的成果,但其中还存在一些关键性问题尚未得到解决.为了完善非线性系统的滑模控制理论,对于模糊性非线性系统的滑模控制问题的研究仍然是非常重要的一部分.本文研究一类含有不确定性的模糊系统,主要采用滑模控制方法,全文主要内容如下:第一章,对T-S模糊模型、广义马尔可夫跳变系统和滑模控制系统进行简述,对其基本概念、研究现状以及研究意义进行总结.第二章,针对不确定性非线性时滞T-S模糊系统,设计一种含有时滞的模糊积分滑动曲面,克服了不确定性和外部信号带来的扰动,并给出模糊积分滑模控制系统具有严格耗散性和渐近稳定性的充分条件.提出一种模糊积分滑模控制律,在存在不确定性和外界干扰的情况下,将系统轨迹驱动到模糊切换面上.第三章,针对基于观测器的非线性时滞广义系统,该系统具有单边Lipschitz非线性函数.设计一种新的模糊滑动面函数,消除了输入输出矩阵相同的约束条件.通过模糊观测器的设计,选择合适的Lyapunov函数,即有系统状态和观测器误差的函数,利用线性矩阵不等式,使得单边Lipschitz时滞模糊广义系统不仅具有正则性、无脉冲性和稳定性,而且具有∞性能.最后设计基于观测器的滑模控制器并得到相应控制器设计的结果.第四章,针对时变时滞模糊广义马尔可夫跳变系统,设计一个积分型滑动曲面函数,选择一个适当的Lyapunov函数,在转移速率不完全已知的情况下,利用加减项的等价处理方法,通过线性矩阵不等式技术,得到系统受限于滑动曲面具有良好的容许性和耗散性.通过对滑模动力学的分析,设计一个滑模控制器,并针对匹配不确定性上界未知的情况,设计了一个自适应滑模控制器,在有限时间内系统的状态轨迹驱动到预先定义的滑动曲面并保持运动.
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