幾類不確定時(shí)滯系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制.pdf

1、時(shí)滯系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制是建立在狀態(tài)空間為無窮維的、高度非線性及不連續(xù)切換流形上的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。這類問題的穩(wěn)定鎮(zhèn)定與綜合分析具有多重的困難及復(fù)雜性。實(shí)際的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)大多存在不確定性、時(shí)滯以及非線性等特性。因此，時(shí)滯不確定系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制研究課題一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者感興趣的研究課題。本文主要針對(duì)時(shí)滯不確定廣義系統(tǒng)的自適應(yīng)變結(jié)構(gòu)控制(AVSC)、不確定時(shí)滯系統(tǒng)的AVSC、離散廣義系統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)控制(VSC)、不確定離散多時(shí)滯廣義系統(tǒng)的時(shí)滯相關(guān)無源控

2、制以及一類時(shí)滯不確定隨機(jī)Markovian跳變系統(tǒng)的滑?？刂?SMC)理論的歷史與發(fā)展進(jìn)行了介紹，綜述了這一領(lǐng)域中最新的研究動(dòng)向，提出了幾個(gè)需要研究的問題。本研究分為八個(gè)部分：
　　 第一章回顧了時(shí)滯廣義VSC理論的發(fā)展，詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外關(guān)于廣義系統(tǒng)、時(shí)滯系統(tǒng)、不確定系統(tǒng)、隨機(jī)系統(tǒng)等歷史概況與研究現(xiàn)狀，給出了本文的研究?jī)?nèi)容和方法。
　　 第二章討論了一類同時(shí)具有不匹配時(shí)變不確定性和時(shí)滯的線性系統(tǒng)的VSC問題。首先將系統(tǒng)的

3、狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換為一種規(guī)范形式，可以很直觀地看到不匹配的時(shí)變不確定性和時(shí)滯項(xiàng)。然后根據(jù)李雅普諾夫(Lyapunov)穩(wěn)定性定理和相應(yīng)的合理假設(shè)，可以得到一種簡(jiǎn)單的AVSC器。由于不滿足通常的匹配條件，在設(shè)計(jì)線性滑模面的系數(shù)矩陣時(shí)提出了一種新的匹配條件，并在此基礎(chǔ)上研究了滑動(dòng)模態(tài)的完全不變性問題，證明了滑動(dòng)模態(tài)對(duì)于當(dāng)前的不匹配時(shí)變不確定性和時(shí)滯具有完全不變性的仿真例子驗(yàn)證了本章所給控制策略的可行性和有效性。
　　 第三章討論了線性定常

4、時(shí)滯廣義不確定系統(tǒng)的AVSC問題。根據(jù)Lyapunov穩(wěn)定性定理和相應(yīng)的合理假設(shè)，我們可以得到一種簡(jiǎn)單的AVSC器。在內(nèi)部參數(shù)攝動(dòng)和外部擾動(dòng)滿足匹配條件的情況下，證明了滑模具有不變性，通過有記憶和無記憶線性狀態(tài)反饋，該控制策略確保了滑模的有限時(shí)間可達(dá)性和閉環(huán)系統(tǒng)的全局漸近穩(wěn)定性。仿真結(jié)果驗(yàn)證了本章所給控制策略是可行的和有效的。
　　 第四章針對(duì)不確定系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制，提出了理想趨近律和自適應(yīng)趨近律。給出了基于趨近律的滑模變結(jié)

5、構(gòu)控制設(shè)計(jì)的兩種方案，分析了采用兩種趨近律求取滑模變結(jié)構(gòu)控制時(shí)的異同。采用兩種趨近律設(shè)計(jì)的滑模變結(jié)構(gòu)控制器有限時(shí)間內(nèi)可達(dá)切換面，原點(diǎn)穩(wěn)定性好，有效地削弱了抖振，改善了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了本章所給方法的可行性。
　　 第五章研究了一類非匹配不確定離散廣義系統(tǒng)的SMC綜合問題。給出了具有前級(jí)狀態(tài)向量的動(dòng)態(tài)切換函數(shù)，使得系統(tǒng)在切換帶內(nèi)穩(wěn)定，設(shè)計(jì)了帶有內(nèi)外擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)碾x散廣義趨近律，消除了常規(guī)SMC中不確定項(xiàng)必須有界的限制，

6、且不必滿足匹配條件，給出了系統(tǒng)準(zhǔn)滑動(dòng)模態(tài)保持逐步穿越切換面的必要條件。所設(shè)計(jì)的SMC器在有限時(shí)間內(nèi)到達(dá)切換面，有效地削弱了系統(tǒng)抖振，改善了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)。數(shù)值算例驗(yàn)證了本章所給方法的可行性與有效性。
　　 第六章研究了一類時(shí)滯不確定隨機(jī)Markovian跳變系統(tǒng)的SMC。文中的跳躍參數(shù)是由連續(xù)時(shí)間離散狀態(tài)的齊次Markov過程產(chǎn)生的，此Markov過程是離散的有限狀態(tài)空間。首先，引入滑模面次可達(dá)的概念，次可達(dá)是指系統(tǒng)狀態(tài)近似趨近指

7、定的滑模面；其次，設(shè)計(jì)SMC器，保證滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)是次可達(dá)的。然后，給出一個(gè)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)均方漸近穩(wěn)定的充分條件；最后，仿真例子展示了所得結(jié)論的有效性。
　　 第七章研究不確定離散多時(shí)滯廣義系統(tǒng)的時(shí)滯相關(guān)魯棒無源性分析和控制問題。利用Lyapunov-Krasovskii方法和自由權(quán)矩陣方法，得到時(shí)滯相關(guān)魯棒無源性的條件，并表示為嚴(yán)格的線性矩陣不等式；基于該條件設(shè)計(jì)時(shí)滯相關(guān)魯棒控制器，保證對(duì)應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)所有容許的不確定性是正則，因果，穩(wěn)定