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近年来,滑模变结构控制系统受到广泛关注,并已成功应用于很多实际系统,如:机器人、高性能电机系统、电力系统等。在滑模变结构系统中,系统的状态轨线在有限时间内被驱动到所设计的切换流形,并以适当的的速度沿着它渐近滑向平衡点。滑模变结构系统的显著优点是在滑模面上系统对内部参数扰动和外部摄动具有不变性。本文针对滑模变结构控制系统做了以下工作:
1.将全程滑模变结构控制思想引入Delta算子系统,给出一种设计全程滑模控制方法。构造的切换函数使系统轨线一开始就位于切换面上,从而消除了非滑动模态运动,增强系统的鲁棒性。充分考虑了系统不确定性影响,利用Delta算子离散特性求出系统不确定性近似值。所设计的控制器结构简单,易于实现。
2.分析了广义Delta算子采样周期和稳定域关系,认为采样周期和稳定域是一个一一对应关系,得出采样周期取值范围可为整个实数轴,稳定域为扩充复平面上的圆域,稳定域的半径为采样周期的倒数。
3.基于LMI方法设计了一种积分型滑模面。该滑模控制器为全程滑模控制器,消除了到达模态,有很强的鲁棒性。
4.提出一种基于T-S模糊模型的非线性滑模控制器设计方法。首先将模糊闭环系统定义域按照起主导作用的局部线性系统分成可操作子域,在每个子域上模糊系统由起主导作用的系统和其它相互作用的系统组成,这样模糊系统可看作一系列起主导作用的线性系统受到其它相互作用的子系统的扰动。在此基础上控制器的设计分成两部分:一部分设计补偿起主导作用的系统的控制,另一部分利用滑模控制理论设计有监督控制,补偿相互作用的其它子系统的扰动并能保证系统的跟踪性能。这样设计的全局控制器能够提高模糊系统的鲁棒性和闭环系统的跟踪性能,而且在不需寻找通用李雅普诺夫函数所需的正定矩阵的情况下保证全局的稳定性。
5.针对T-S模糊模型的非线性系统跟踪问题,基于LMI设计了一种滑模控制器。首先在模糊子系统上设计局部滑模控制器,然后设计全局有监督控制,用于保证系统的全局渐近稳定性,并保证系统的跟踪性能。
6.针对工程中输入输出呈单调关系系统首先提出单调径向基神经网络,然后给出单调性条件定理,并证明了用单调径向基神经网络插值可以逼近紧致集上任意单输入单输出的单调函数。