幾類控制系統(tǒng)的若干滑?？刂茊栴}研究及應(yīng)用.pdf

1、滑?？刂评碚摮霈F(xiàn)于20世紀(jì)50年代，是在相平面法的基礎(chǔ)之上產(chǎn)生的一種現(xiàn)代控制理論的綜合設(shè)計(jì)方法。在滑模控制中，系統(tǒng)的滑動(dòng)模態(tài)對(duì)于滿足匹配條件的不確定具有不變性，這種不變性比魯棒性更進(jìn)一步，又稱為理想魯棒性。正是這一獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使得滑?？刂瞥蔀轸敯艨刂频氖走x方案，吸引了眾多學(xué)者的關(guān)注。自上世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)滑?？刂评碚撨M(jìn)行了廣泛深入的研究，并逐漸發(fā)展成為控制科學(xué)的一個(gè)重要分支。但隨著時(shí)滯系統(tǒng)、隨機(jī)系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、離散系統(tǒng)

2、等控制理論研究領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對(duì)控制系統(tǒng)的魯棒性、快速性及控制精度等方面提出了更高的要求，同時(shí)也對(duì)滑?？刂评碚摰难芯刻岢隽烁叩囊?。
　　 本文正是根據(jù)滑模控制理論的研究現(xiàn)狀，以及實(shí)際應(yīng)用對(duì)滑?？刂评碚撗芯抗ぷ魉岢龅男乱?，主要針對(duì)終端滑模、動(dòng)態(tài)滑模、輸出滑模等問題進(jìn)行了深入的研究和探討，給出了基于滑模控制理論的相應(yīng)研究結(jié)果。主要研究工作概括如下：
　　 研究了終端滑模控制器的設(shè)計(jì)問題。針對(duì)一類非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定控制問

3、題，提出一種終端滑模分解控制器的設(shè)計(jì)方法。首先將整個(gè)系統(tǒng)分解成兩個(gè)二階子系統(tǒng)，設(shè)計(jì)兩個(gè)子系統(tǒng)各自的終端滑模面；然后將一個(gè)子系統(tǒng)的控制目標(biāo)嵌入到另一個(gè)子系統(tǒng)的控制目標(biāo)中，用一個(gè)控制量使兩個(gè)子系統(tǒng)在有限時(shí)間內(nèi)收斂至平衡點(diǎn)。該方法對(duì)于維數(shù)較高系統(tǒng)的控制具有較大意義，可簡化設(shè)計(jì)。
　　 研究了一類線性不確定系統(tǒng)的輸出變結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計(jì)問題。分別討論了只含有不匹配不確定的系統(tǒng)和同時(shí)含有匹配和不匹配不確定的系統(tǒng)。控制器由線性部分和非線性兩部分

4、組成，重點(diǎn)在線性部分的設(shè)計(jì)，通過采用全部動(dòng)態(tài)來消除不確定性，而非線性部分的設(shè)計(jì)盡可能簡單。利用Lyapunov理論和矩陣不等式方法，推導(dǎo)出動(dòng)態(tài)輸出變結(jié)構(gòu)控制律存在的充分條件，并轉(zhuǎn)化為矩陣不等式表示的可行性問題，從而可利用Matlab LMI工具箱來求解，以便構(gòu)造出變結(jié)構(gòu)控制器。仿真算例說明分析方法和結(jié)果是有效可行的。
　　 討論了一類非匹配不確定離散系統(tǒng)的輸出反饋?zhàn)兘Y(jié)構(gòu)控制問題，采用輸出反饋控制不需狀態(tài)完全可測。根據(jù)Lyapun

5、ov方法，給出了基于LMI技術(shù)的輸出反饋?zhàn)兘Y(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的滑模平面的設(shè)計(jì)方法，推導(dǎo)了穩(wěn)定滑動(dòng)模面存在的充分條件；根據(jù)滑?？刂频牡竭_(dá)條件給出了滑?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)方法。所設(shè)計(jì)的控制器與狀態(tài)反饋相比更具實(shí)用性。
　　 研究了一類離散不確定時(shí)滯系統(tǒng)的輸出反饋?zhàn)兘Y(jié)構(gòu)控制問題，采用輸出反饋控制不需狀態(tài)完全可測。通過研究離散不確定時(shí)滯系統(tǒng)的簡約型，給出了基于LMI技術(shù)的輸出反饋?zhàn)兘Y(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的滑模平面的設(shè)計(jì)方法，推導(dǎo)了穩(wěn)定滑動(dòng)模面存在的充分條件。

6、針對(duì)一類慢變系統(tǒng)，把參數(shù)不確定性的影響等效為名義時(shí)滯系統(tǒng)的外界干擾，利用時(shí)延技術(shù)對(duì)干擾進(jìn)行在線估計(jì)，從而抵消掉系統(tǒng)中的不確定性。采用離散趨近律的方法設(shè)計(jì)控制律，并通過仿真算例驗(yàn)證了所提方法的有效性。
　　 討論了滑?？刂评碚摰膽?yīng)用問題。研究了一類二階混沌系統(tǒng)的終端滑模控制。通過設(shè)計(jì)連續(xù)的終端滑?？刂破鲗?shí)現(xiàn)混沌系統(tǒng)的有限時(shí)間同步。在控制器的設(shè)計(jì)過程中采用了一種改進(jìn)的終端滑模面，有效克服了在常規(guī)終端滑?？刂浦杏捎趨?shù)選擇不當(dāng)而出現(xiàn)的