离散时间系统的变结构控制及仿真研究

论文摘要

抖动是阻碍变结构控制应用的主要障碍。由于采样周期的存在,离散系统的变结构控制问题与连续系统有很大的差异。时滞的存在也使得离散系统的变结构控制问题更加困难。因此,本论文主要研究了离散时间系统的变结构控制问题,提出了两种削弱抖动的方法,并将其推广到了带有时滞的离散系统变结构控制情形。论文的主要内容包括:第1章,论述了离散时间系统变结构控制和时滞系统变结构控制的研究概况。第2章,介绍了离散时间系统变结构控制的基本概念、原理和方法;分析了传统离散趋近律的抖动问题,给出了系统稳态抖动的范围。第3章,通过衰减控制的有关概念,提出了衰减指数控制和衰减指数趋近律,给出了离散时间系统变结构控制的改进方案Ⅰ;还提出了时变衰减幂次趋近律,给出了离散时间系统变结构控制的改进方案Ⅱ;并对这两种削弱抖动的改进方案都作了算例仿真,与已有结果进行比较后,证明了它们的有效性。第4章,首先介绍了时滞离散系统变结构控制的基本概念、原理和方法;其次,利用矩阵不等式方法给出了时滞离散系统变结构控制的理想准滑模的稳定性分析,给出了其渐近稳定的条件;再次,讨论了准滑模的能达性、逼近性、不变性和鲁棒性;然后,给出了时滞离散系统情形下削弱抖动的两种改进方案;最后,应用本文提出的改进方案,研究了控制项带有时滞的离散系统的变结构控制问题;通过时滞变换将其转化为了无时滞的离散系统变结构控制问题,给出了其变结构控制策略。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 离散时间系统变结构控制的研究概况
• 1.2 时滞系统变结构控制的研究概况
• 1.3 本文的主要研究工作
• 第2章 离散时间系统变结构控制理论
• 2.1 引言
• 2.2 离散时间系统的变结构控制
• 2.2.1 切换函数和切换面
• 2.2.2 到达条件
• 2.2.3 等效控制
• 2.2.4 准滑动模态
• 2.2.5 准滑动模态的稳定性
• 2.3 离散趋近律抖动分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于衰减控制的离散时间系统的变结构控制
• 3.1 衰减控制
• 3.2 衰减指数控制
• 3.2.1 衰减指数控制和衰减指数趋近律
• 3.2.2 改进方案Ⅰ
• 3.3 时变衰减幂次趋近律（改进方案Ⅱ）
• 3.3.1 时变衰减幂次趋近律
• 3.3.2 改进方案Ⅱ
• 3.4 仿真算例
• 3.5 本章小结
• 第4章 带有时滞的离散系统的变结构控制
• 4.1 引言
• 4.2 时滞离散系统的变结构控制
• 4.2.1 滞后量的处理
• 4.2.2 模型描述
• 4.2.3 切换函数
• 4.2.4 到达条件
• 4.2.5 等效控制
• 4.2.6 准滑动模
• 4.2.7 准滑动模的稳定性
• 4.3 时滞离散系统变结构控制问题讨论
• 4.3.1 准滑动模的存在性——理想准滑模稳定性问题
• 4.3.2 准滑动模的能达性
• 4.3.3 准滑动模的逼近性
• 4.3.4 准滑动模的不变性与鲁棒性
• 4.4 时滞离散系统变结构控制的改进
• 4.4.1 时滞离散系统变结构控制的改进方案Ⅰ
• 4.4.2 时滞离散系统变结构控制的改进方案Ⅱ
• 4.5 控制项带有时滞的离散系统的变结构控制
• 4.6 本章小结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表或待发表的论文目录