几类时滞不确定分布参数系统的滑模变结构控制研究

论文摘要

由于时滞与不确定性是导致系统不稳定和动态性能下降的重要因素,并且广泛存在于各类实际系统中,所以充分考虑时滞与不确定因素对系统控制效果的影响,设计具有较强鲁棒性的控制器,具有重要的理论意义与实际应用价值。由于滑模控制系统的滑动模态对满足匹配条件的参数不确定性和外部扰动具有完全鲁棒性,并且滑动模态的动态品质是可以预先设计的,因此它为具有不确定性、时滞、时变以及干扰源多的系统的鲁棒控制器设计提供了一种有效的方法,并受到许多学者的重视。本文主要研究时滞不确定分布参数系统的滑模变结构控制,针对几类不同类型的时滞不确定分布参数系统,给出滑模变结构控制的设计方法。本文的主要内容包括:第1章,总结了时滞分布参数滑模控制系统的发展历史和研究现状,归纳了本文需解决的问题。第2章,研究了一类具有连续分布时滞分布参数系统的无记忆滑模控制问题。首先,通过构造辅助函数与使用矩阵范数不等式给出了滑动模态时滞相关指数渐近稳定的充分条件;其次,通过构造辅助函数与使用矩阵范数不等式设计了无记忆功能的滑模控制器;最后,给出了系统从任意初始位置出发到达滑模面的时间估计。仿真结果说明了本文方法的有效性。第3章,研究了一类具有时滞的区间分布参数系统的滑模控制问题。首先将系统转化为不确定时滞分布参数系统,通过构造平均Lyapunov泛函,利用线性矩阵不等式方法,给出了滑动模态鲁棒渐近稳定的的充分条件;其次,设计了滑模控制器,并给出了从任意初始位置出发到达滑模面的时间估计;最后,仿真结果说明本文方法的可行性和有效性。第4章,讨论了一类含有马尔可夫跳跃的不确定时滞分布参数系统的滑模控制问题。首先,给出了滑模面次可达性的概念,运用直接分析法设计与模态转移率相关的滑模控制器,使其不仅可以保证滑模面的次可达性而且可以克服由马尔可夫跳跃带来的影响;其次,给出了滑动模态均方渐近稳定的充分条件,并进一步给出了所设计的滑模面与所有模态相关的设计方法;最后,仿真结果说明本文方法的可行性和有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 变结构控制简介
• 1.2 时滞分布参数系统的滑模控制研究现状
• 1.3 本文的主要研究工作
• 2 具有连续分布时滞分布参数系统的无记忆滑模控制
• 2.1 引言
• 2.2 系统描述
• 2.3 系统稳定性的概念
• 2.4 滑模变结构控制综合
• 2.4.1 滑模面的定义
• 2.4.2 滑模的稳定性分析
• 2.4.3 滑模控制器的设计
• 2.4.4 到达滑模面的时间估计
• 2.5 仿真算例
• 2.6 本章小结
• 3 具有时滞的区间分布参数系统的滑模变结构控制
• 3.1 引言
• 3.2 系统描述
• 3.3 滑模变结构控制综合
• 3.3.1 滑模面的定义
• 3.3.2 滑模的稳定性分析
• 3.3.3 滑模控制器的设计
• 3.3.4 到达滑模面的时间估计
• 3.4 仿真算例
• 3.5 本章小结
• 4 具有马尔可夫跳跃的变时滞不确定分布参数系统的滑模控制
• 4.1 引言
• 4.2 系统描述
• 4.3 滑模变结构控制综合
• 4.3.1 滑模面的定义
• 4.3.2 滑模控制器的设计
• 4.3.3 滑模的稳定性分析
• 4.4 仿真算例
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果