幾類不確定時滯系統(tǒng)的滑模變結構控制.pdf

1、時滯系統(tǒng)的滑模變結構控制是建立在狀態(tài)空間為無窮維的、高度非線性及不連續(xù)切換流形上的動態(tài)響應。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雜性。實際的動態(tài)系統(tǒng)大多存在不確定性、時滯以及非線性等特性。因此，時滯不確定系統(tǒng)的滑模變結構控制研究課題一直是國內外學者感興趣的研究課題。本文主要針對時滯不確定廣義系統(tǒng)的自適應變結構控制(AVSC)、不確定時滯系統(tǒng)的AVSC、離散廣義系統(tǒng)的變結構控制(VSC)、不確定離散多時滯廣義系統(tǒng)的時滯相關無源控

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

3、狀態(tài)方程轉換為一種規(guī)范形式，可以很直觀地看到不匹配的時變不確定性和時滯項。然后根據(jù)李雅普諾夫(Lyapunov)穩(wěn)定性定理和相應的合理假設，可以得到一種簡單的AVSC器。由于不滿足通常的匹配條件，在設計線性滑模面的系數(shù)矩陣時提出了一種新的匹配條件，并在此基礎上研究了滑動模態(tài)的完全不變性問題，證明了滑動模態(tài)對于當前的不匹配時變不確定性和時滯具有完全不變性的仿真例子驗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)定性定理和相應的合理假設，我們可以得到一種簡單的AVSC器。在內部參數(shù)攝動和外部擾動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間可達性和閉環(huán)系統(tǒng)的全局漸近穩(wěn)定性。仿真結果驗證了本章所給控制策略是可行的和有效的。
　　 第四章針對不確定系統(tǒng)的滑模變結構控制，提出了理想趨近律和自適應趨近律。給出了基于趨近律的滑模變結

5、構控制設計的兩種方案，分析了采用兩種趨近律求取滑模變結構控制時的異同。采用兩種趨近律設計的滑模變結構控制器有限時間內可達切換面，原點穩(wěn)定性好，有效地削弱了抖振，改善了系統(tǒng)動態(tài)品質。仿真結果驗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。給出了具有前級狀態(tài)向量的動態(tài)切換函數(shù)，使得系統(tǒng)在切換帶內穩(wěn)定，設計了帶有內外擾動的動態(tài)補償?shù)碾x散廣義趨近律，消除了常規(guī)SMC中不確定項必須有界的限制，

6、且不必滿足匹配條件，給出了系統(tǒng)準滑動模態(tài)保持逐步穿越切換面的必要條件。所設計的SMC器在有限時間內到達切換面，有效地削弱了系統(tǒng)抖振，改善了系統(tǒng)動態(tài)品質。數(shù)值算例驗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滯不確定隨機Markovian跳變系統(tǒng)的SMC。文中的跳躍參數(shù)是由連續(xù)時間離散狀態(tài)的齊次Markov過程產生的，此Markov過程是離散的有限狀態(tài)空間。首先，引入滑模面次可達的概念，次可達是指系統(tǒng)狀態(tài)近似趨近指

7、定的滑模面；其次，設計SMC器，保證滑動運動是次可達的。然后，給出一個滑動運動均方漸近穩(wěn)定的充分條件；最后，仿真例子展示了所得結論的有效性。
　　 第七章研究不確定離散多時滯廣義系統(tǒng)的時滯相關魯棒無源性分析和控制問題。利用Lyapunov-Krasovskii方法和自由權矩陣方法，得到時滯相關魯棒無源性的條件，并表示為嚴格的線性矩陣不等式；基于該條件設計時滯相關魯棒控制器，保證對應的閉環(huán)系統(tǒng)對所有容許的不確定性是正則，因果，穩(wěn)定