不確定系統(tǒng)的終端滑模變結(jié)構(gòu)控制.pdf

1、滑模變結(jié)構(gòu)控制作為控制系統(tǒng)的一種綜合方法，適用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、時變系統(tǒng)、不確定系統(tǒng)，是一種有效的魯棒控制方法?；Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制中，通過選擇滑模面，設計滑?？刂破鳎沟孟到y(tǒng)到達滑模面后，在滿足一定匹配條件下，系統(tǒng)在滑模面上的運動即滑動模態(tài)對參數(shù)攝動和外部擾動影響具有完全的魯棒性或不變性，表現(xiàn)出比普通魯棒控制更為優(yōu)越的特性，正是這種獨特的優(yōu)點，使得滑模變結(jié)構(gòu)在解決不確定系統(tǒng)的魯棒控制中受到重視。
　　 本文在掌握滑模變結(jié)構(gòu)控制

2、理論的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎上，深入研究了匹配或不匹配不確定系統(tǒng)終端滑模變結(jié)構(gòu)控制，論文的主要工作如下：
　　 研究不確定多變量線性系統(tǒng)的快速終端滑模控制。終端滑模是一種新型的非線性滑模面，具有比線性滑模更快的收斂速度和更高的穩(wěn)態(tài)精度。線性滑模很容易應用到多變量線性系統(tǒng)的設計中，終端滑模適用于二階系統(tǒng)，但不能簡單地推廣到多變量線性系統(tǒng)中。針對一類不確定多變量線性系統(tǒng)，應用全局快速終端滑模、指數(shù)型快速終端滑模和對數(shù)型快速終端滑模分別

3、設計變結(jié)構(gòu)魯棒控制律，內(nèi)容有：非線性終端滑模超曲面的構(gòu)造、滑模面參數(shù)矩陣的選取、變結(jié)構(gòu)控制算法，并證明系統(tǒng)狀態(tài)在有限時間內(nèi)收斂到終端滑模面上，隨后系統(tǒng)滑模按相應的快速終端滑模規(guī)律運動，以較普通終端滑模更快的速度在有限時間內(nèi)收斂到平衡點。
　　 研究二階不確定系統(tǒng)的非奇異終端滑模控制。將非奇異終端滑?？刂品椒☉玫娇刂仆ǖ绤?shù)攝動的二階不確定系統(tǒng)，導出了相應的滑模變結(jié)構(gòu)控制律。進一步提出基于非奇異終端滑模的二階不確定系統(tǒng)的模型跟蹤

4、變結(jié)構(gòu)控制方案，并將其應用于BTT導彈滾轉(zhuǎn)通道的自動駕駛儀設計。該方案除克服普通終端滑?？刂频钠娈悊栴}外，還能夠確保系統(tǒng)跟蹤誤差在有限時間內(nèi)收斂至平衡點，有效改善控制精度。且控制算法簡單，工程實現(xiàn)方便。仿真結(jié)果表明，應用該方案設計的BTT導彈滾動通道自動駕駛儀能夠克服氣動參數(shù)大范圍攝動及外界干擾影響，具有良好的指令跟蹤性能和較強的魯棒性。
　　 研究不確定多變量線性系統(tǒng)的積分非奇異終端滑?？刂?。提出一種新的狀態(tài)變換矩陣，通過線性

5、變換將不確定多變量線性系統(tǒng)分解為兩個子系統(tǒng)：非匹配的內(nèi)部穩(wěn)定子系統(tǒng)和匹配的輸入輸出子系統(tǒng)，對輸入輸出子系統(tǒng)應用積分非奇異終端滑模設計變結(jié)構(gòu)控制律，使該子系統(tǒng)的狀態(tài)在有限時間內(nèi)到達零點。而內(nèi)部穩(wěn)定子系統(tǒng)的狀態(tài)則隨之收斂到平衡點的某一有限臨域內(nèi)，達到全局一致最終有界穩(wěn)定。積分滑模的使用可以削弱滑動模態(tài)的抖動，并減少系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。
　　 研究不確定多變量線性系統(tǒng)的動態(tài)非奇異終端滑模控制。為了消除滑?？刂乒逃械亩墩駟栴}，同時避免普通終

6、端滑模的奇異性，針對不確定多變量線性系統(tǒng)，提出一種動態(tài)非奇異終端滑模控制方法。同積分非奇異終端滑模控制時采用的方法一樣，也是通過一種新的狀態(tài)轉(zhuǎn)換將不確定多變量線性系統(tǒng)分解為兩個子系統(tǒng)：非匹配的內(nèi)部穩(wěn)定子系統(tǒng)和匹配的輸入輸出子系統(tǒng)，對輸入輸出子系統(tǒng)應用動態(tài)非奇異終端滑模設計變結(jié)構(gòu)控制律，使該子系統(tǒng)的狀態(tài)在有限時間內(nèi)到達零點。而內(nèi)部穩(wěn)定子系統(tǒng)的狀態(tài)則隨之收斂到平衡點的某一有限臨域內(nèi)，達到全局一致最終有界穩(wěn)定。動態(tài)滑模的使用消除了滑動模態(tài)的抖