收藏本站
《中国海洋大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

几类不确定系统的滑模变结构控制

陈文轶  
【摘要】:实际的动态系统大多存在不确定性、时间滞后、以及非线性等特性。因此,非线性系统、不确定系统、时滞系统的控制理论一直是国内外学者感兴趣的研究课题.变结构控制理论自上世纪50年代提出以来取得了重大进展,逐渐成为非线性系统、不确定系统、时滞系统的控制中积极有效的方法。变结构系统具有显著的优点,例如设计相对简单,可将系统分解为两个低维系统,系统具有鲁棒稳定性,滑动模态具有完全自适应性,即滑动模态对于系统的内外干扰和参数摄动具有不变性. 变结构控制还有一个突出的缺点,即在滑动模态附近由于“切换及惯性”产生的“抖动”.这常常是有害的,也影响了它的深入广泛应用.因而消除抖动和削弱抖动便成为当今研究变结构控制系统的热门课题之一. 模糊控制是以模糊逻辑的规则推理为理论基础的控制方法.它可以处理经典控制技术不能解决的复杂系统.并且模糊控制与变结构控制方法的结合可以有效地削弱变结构控制中由于“切换及惯性”产生的“抖动”. 本文首先综述了变结构控制与模糊控制方法的起源、发展、基本原理、特点。继而在当前非线性系统、不确定系统的变结构控制理论研究的基础上,对一类非线性系统,通过定义光滑饱和函数,结合变结构控制方法,给出了该系统的稳定性的结果.通过多时滞不确定系统的无抖振滑模控制、不确定系统的模糊变结构控制、时滞不确定系统的离散滑模控制等问题的研究,得到了若干新的研究结果.全文主要研究内容如下: 一.采用二次抛物线定义了一种新的非线性光滑饱和函数.用它来代替传统的变结构控制中常用的不连续的符号函数,提出了一种光滑饱和函数控制法,并应用于一类非线性系统的控制器设计中.由于该饱和函数具有连续性与光滑性,所以此方法大大削弱了抖振,而且非线性控制系统的轨线是全局一致最终有界的.在一定条件下,给出了此非线性系统在原点的渐近稳定性.仿真例子说明了本文给出的方法的有效性. 二.对多时滞线性不确定系统,设计了一种新的无抖振的滑模变结构控制策略.在控制律中,采用饱和函数取代符号函数的方法.这种控制规则将控制过程分为两个阶段:当系统的轨线在给定的边界层外面时,应用无抖振控制律迫使轨线收敛到边界层,当系统的轨线在边界层内部时,选取边界层的合适的宽度可以保证系统在边界层内部的渐近稳定性.这种控制规则消除了传统的不确定时滞系统滑模控制律的不连续性导致的滑动模的抖振.数值仿真例子说明了这种方法的有效性与可行性. 三.对一类线性不确定系统采用模糊滑模控制进行了研究.建立了切换函数s ,以s和s作为模糊输入变量,以u为模糊输出变量,使得到达条件ss 0成立.由Lyapunov稳定性理论,保证了系统的渐近稳定性.并且模糊滑模控制有效地削弱了传统滑模控制中由于切换及惯性引起的滑模“抖动”,优化了控制性能.仿真算例说明了模糊滑模控制方法的有效性. 四.研究了一类时滞不确定系统的离散滑模控制的鲁棒性问题.首先对一类不确定时变滞后线性系统设计了具有鲁棒稳定性的离散滑模控制器;其次,对系统应用模型转换描述法,对有界叉乘积项应用Moons不等式,采用线性矩阵不等式方法,给出了稳定滑模面存在的时滞相关的充分条件;再次,基于该存在性条件,设计的综合滑模控制器保证了指定的离散状态的滑模平面的到达条件对所有容许的不确定性和时变多状态时滞都稳定.最后,用一个数值例子检验了该方法的可行性与有效性. 五.对一类具有多时滞的线性不确定系统,给出了一种新的模糊滑模控制方法.建立了切换函数s,利用模糊推理规则,以s和s作为模糊输入变量,以u为模糊输出变量,使得到达条件ss 0成立.模糊滑模控制方法有效地削弱了传统滑模控制律由于切换及惯性引起的滑动模“抖振”,控制性能得到了优化.给出的算例说明了模糊滑模控制方法的有效性. 六.对全文进行了概括总结,并给出了几个新的研究方向.
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP13

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 程勉,高为炳;变结构系统的递阶切换模式[J];航空学报;1989年03期
2 李洪兴;模糊控制的插值机理[J];中国科学E辑;1998年03期
3 李洪兴;Fuzzy控制的本质与一类高精度Fuzzy控制器的设计[J];控制理论与应用;1997年06期
4 高存臣,王立,刘永清;线性时滞中立型控制系统的滑动模补偿器方法[J];控制与决策;1996年05期
5 高为炳,程勉;变结构控制系统的品质控制[J];控制与决策;1989年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周力,崔祎;一种带折衷因子的FUZZY控制器的研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年03期
2 冯晓君,刘凤然,郭磊,吴龑,卢灵;智能控制理论在倒立摆控制系统中的应用[J];北方工业大学学报;2003年03期
3 王红岩,秦大同;无级变速汽车综合控制策略的仿真研究[J];车辆与动力技术;2000年02期
4 赵金,王光龙,万淑芸;交流调速系统模糊PID控制[J];兵工自动化;2000年02期
5 唐超颖,沈春林;非线性不确定系统的变结构控制[J];兵工自动化;2003年03期
6 高玉奎,谢超,王幸之;带有模糊控制器的锁相环异步电动机调速系统[J];兵工学报;1998年01期
7 张琦,郭坚毅;时序模型实时参数估计的模糊加权递推最小二乘算法及其应用研究[J];兵工学报;2001年01期
8 王金航,秦世引,陈明跃;水幕冷却过程中供水系统的模糊建模与仿真[J];北京工业大学学报;2002年04期
9 郑锋,程勉,高为炳;随机系统的变结构控制[J];北京航空航天大学学报;1991年02期
10 赵福堂,宾科,冯国胜,蔡遂生;共轨燃油压力模糊PID控制器的设计[J];北京理工大学学报;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王岩;陶薇;;污水处理曝气系统中节能检控技术的应用[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
2 张慧;朱轶峰;邵亦陈;董春林;;模糊控制技术在等离子焊接质量控制中的应用[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
3 陈美查;杨煜普;;园区供水水井电泵恒压模糊控制系统[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
4 朱亮;杨光;李小敏;;大型矿厂高炉供风系统自动化控制的实现[A];2005年十二省区市机械工程学会学术年会论文集(湖北专集)[C];2005年
5 刘云霞;华克强;蔡毓峰;;基于模糊控制的进场飞机排序[A];天津市自动化学会第十四届学术年会论文集[C];2005年
6 高为炳;程勉;吴东南;贾英民;熊毅;;不确定动力学系统的控制问题[A];第三届全国控制与决策系统学术会议论文集[C];1991年
7 郑锋;程勉;高为炳;;时滞系统的变结构控制及其实现问题[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
8 高存臣;唐瑞娜;;时滞中立型系统的滑动模变结构控制[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
9 陈武;邓忠华;程善美;;高性能模糊控制器的研究[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
10 米阳;李文林;井元伟;刘晓平;;基于模糊控制的离散系统变结构控制[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曲永印;异步电机的高性能变频调速控制策略及系统实现研究[D];东华大学;2006年
2 丁问司;新型压力反馈氮爆式机电一体化液压碎石冲击器系统研究[D];中南大学;2000年
3 彭艳;基于条元法的HC冷轧机板形预设定控制理论研究及工业应用[D];燕山大学;2000年
4 张新荣;沥青混凝土摊铺机熨平装置动力学模型与自动找平数字式控制器的研究[D];长安大学;2000年
5 曹恒;基于模糊逻辑的内燃机车大功率柴油机智能控制系统的研究[D];大连理工大学;2000年
6 赖旭芝;一类非完整欠驱动机械系统的智能控制[D];中南大学;2001年
7 李江;神经—模糊预测控制及其在碱回收炉中的应用[D];浙江大学;2001年
8 杨鹏;高速磁悬浮转镜的研究与设计[D];河北工业大学;2001年
9 高大威;电力系统谐波、无功和负序电流综合补偿的研究[D];华北电力大学;2001年
10 张昌凡;滑模变结构的智能控制理论与应用研究[D];湖南大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何映思;模糊控制的模糊推理算法研究[D];西南师范大学;2005年
2 王捷;点焊智能控制系统研究[D];西北工业大学;2005年
3 林珊;太阳能发电系统研究[D];广东工业大学;1999年
4 刘兴伟;混沌控制算法和基于混沌思维的优化算法及应用研究[D];西安理工大学;2000年
5 贾艳华;直流调速系统新型算法的研究[D];河北工业大学;2000年
6 周颖;基于模糊滑动面的滑动模态控制方法研究[D];河北工业大学;2000年
7 陈卫东;6-DOF并联机器人动力学建模、非线性变结构控制[D];燕山大学;2000年
8 曾光;基于神经网络的城市供水智能管理系统[D];广东工业大学;2000年
9 何俊杰;船舶航向智能模糊控制系统及其仿真[D];大连理工大学;2000年
10 张樱;火电厂汽温系统模糊控制[D];华北电力大学;2000年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙宜标,郭庆鼎,孙艳娜;基于模糊自学习的交流直线伺服系统滑模变结构控制[J];电工技术学报;2001年01期
2 程勉;非线性变结构系统的一些性质[J];航空学报;1988年07期
3 李文林,高为炳;非线性控制系统的可控标准型问题[J];航空学报;1989年05期
4 高为炳,吴东南;关于非线性控制系统的线性化问题[J];中国科学A辑;1987年07期
5 李洪兴;Fuzzy控制的本质与一类高精度Fuzzy控制器的设计[J];控制理论与应用;1997年06期
6 高为炳,程勉;变结构控制系统的品质控制[J];控制与决策;1989年04期
7 姚琼荟,宋立忠,温洪;离散变结构控制系统的比例—等速—变速控制[J];控制与决策;2000年03期
8 于双和,强文义,傅佩琛;无抖振离散准滑模控制[J];控制与决策;2001年03期
9 晁红敏,胡跃明;动态滑模控制及其在移动机器人输出跟踪中的应用[J];控制与决策;2001年05期
10 瞿少成,王永骥;基于扰动动态补偿的离散滑模变结构控制[J];控制与决策;2004年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马勇;计晓鸣;李辉;;基于模糊逻辑系统的变结构控制[J];电气自动化;2000年01期
2 高为炳;;非线性系统的变结构控制[J];自动化学报;1989年05期
3 李辉,谢剑英;不确定系统的参数自适应变结构控制[J];上海交通大学学报;2000年05期
4 温香彩,刘永清;奇异不确定系统的滑动模态控制[J];控制理论与应用;1995年01期
5 黄建华;陈国定;;基于delta算子的不确定项观测器设计[J];中国科技信息;2008年16期
6 郑鹏远,张晓婕,徐波;关于一类不确定非线性系统的鲁棒控制[J];中国计量学院学报;2005年01期
7 王卫;;直流电机速度调节中变结构控制与PI控制的比较[J];自动化技术与应用;1987年03期
8 姚郁,王子才;一类非线性系统的变结构控制问题[J];航空学报;1992年01期
9 潘水苗;蒋静坪;;两机器人的分级协调变结构控制[J];控制与决策;1992年04期
10 姜德宏,任章,徐德民;一类变结构控制及其96单片机实现[J];工业控制计算机;1994年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 侯晓丽;胥布工;;范数有界不确定系统的变结构控制[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
2 连捷;赵军;;一类不确定线性系统的切换变结构控制[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
3 孟红霞;贾英民;;一类非线性延迟不确定系统的神经网络变结构控制[A];第二十二届中国控制会议论文集(上)[C];2003年
4 康国强;李文林;;利用滑动模态的不确定系统的输出跟踪问题[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
5 黄一;韩京清;;二阶不确定控制系统的鲁棒镇定[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
6 方勃;黄文虎;吴瑶华;;不匹配不确定系统的变结构鲁棒输出跟踪控制[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
7 谢力华;陈强;黄家兴;李贻斌;苏学成;;PJR-2型喷浆机器人的变结构控制[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
8 王少鹏;高为炳;;不确定非线性系统的变结构控制器设计[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
9 刘现明;高存臣;;基于观测器的时变时滞离散系统的变结构控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 满化录;刘中仁;;一类MIMO对象的鲁棒模型参考自适应控制[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 冯海波;墙内开花,内外飘香[N];广东科技报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈文轶;几类不确定系统的滑模变结构控制[D];中国海洋大学;2010年
2 刘云龙;变结构控制策略及在广义系统与Delta算子系统中设计研究[D];中国海洋大学;2012年
3 章伟;几类不确定系统的稳定性与镇定研究[D];上海交通大学;2010年
4 戴诗陆;多面体不确定系统的鲁棒控制及其在网络控制系统中的应用[D];东北大学;2010年
5 申宇;滑模变结构控制中抖振的特性研究与抑制[D];西安电子科技大学;2012年
6 龙英文;变结构控制理论问题及在有源电网调节器中的应用研究[D];浙江大学;2003年
7 杨盐生;不确定系统的鲁棒控制及其在船舶运动控制中的应用[D];大连海事大学;2000年
8 贾新春;不确定系统的鲁棒分析及其控制综合研究[D];西南交通大学;2003年
9 颜闽秀;几类控制系统的若干滑模控制问题研究及应用[D];东北大学;2008年
10 张玫;线性乘性不确定系统的状态估计和信息融合[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张玮;滑模变结构控制在一类复杂温度对象中的应用研究[D];太原理工大学;2003年
2 余剑锋;变结构控制的双微机励磁调节器研究及其仿真[D];福州大学;2004年
3 曲发义;变结构控制在电动汽车异步电机驱动系统中的应用研究[D];东北林业大学;2003年
4 郁明;变结构控制在汽车电动助力转向系统中的应用研究[D];合肥工业大学;2004年
5 刘峰;连铸结晶器液压伺服振动控制系统研究[D];西安建筑科技大学;2005年
6 解云鹏;冷带轧机厚控系统自适应变结构控制研究[D];燕山大学;2011年
7 姚学科;离散系统变结构控制及其仿真研究[D];广东工业大学;2005年
8 李忠娟;离散时间变结构控制及其仿真研究[D];广东工业大学;2004年
9 李雨晨;模糊滑模控制方法研究[D];沈阳工业大学;2004年
10 夏建伟;不确定系统鲁棒H_∞控制[D];曲阜师范大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026