论文摘要
由于物质及信号传递因素的存在以及系统工作环境的变化,工业过程控制中广泛地存在着时滞不确定现象,时滞不确定因素的存在,给系统的设计和控制增加了很大困难,它的控制问题一直是困扰着控制界的一大难题。变结构控制出现在19世纪50年代,它以其对参数摄动、外界扰动、系统不确定模态和模型不确定性具有不变性的优点在实际中得到了广泛的应用。在滑模变结构控制研究过程中存在着两个主要问题：一是如何削弱抖振,二是如何突破系统扰动和参数摄动需要满足匹配条件这一限制。针对这两点,许多学者做了大量的研究。本文在阅读了大量的时滞系统控制和变结构控制文献基础上主要进行了以下研究：首先,针对一类具有输入时滞,且同时具有非匹配不确定项的对象模型,基于状态变换把原系统转化成一个无时滞系统,设计了自适应滑模控制器。控制器的设计保证了滑模面的到达条件、克服了不确定性的影响。针对非匹配不确定项,根据Lyapunov稳定性定理,提出了保证系统渐近稳定的充分条件。这一充分条件的提出突破了以往一些文献对不确定项的限制,扩展了滑模变结构控制理论在处理不确定问题上的应用范围。用此方法设计的控制器对于满足0≤τ≤5的τ都是可镇定的,与以往文献中已有的结果相比,具有较小的保守性。然后,针对滑模变结构控制存在的抖振问题,对自适应滑模控制器进行了改进,引入智能模糊控制器。利用边界层的思想,把控制分成两个部分,在设定的边界层内外分别采用模糊控制和滑模变结构控制,仿真结果表明该方法有效的削弱了系统的抖振,对控制器和系统的稳定起到了很大作用。最后,将改进的模糊滑模控制器应用到实际化工控制对象中,用这一方法对聚合反应釜的温度进行控制,仿真结果表明其有很好的相应特性,有效的控制了反应釜恒温段的温度。