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《中国海洋大学》 2008年
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时滞系统的稳定性及滑模变结构控制

阎鑫璐  
【摘要】: 时滞是自然界中广泛存在的一种物理现象,时滞的存在使系统的稳定性分析变得更加困难.动态系统理论中的一个重要问题就是系统的稳定性分析,因为稳定性是一个动态系统的基本要求.一切控制系统能正常运行的必要前提是稳定.中立型时滞系统的研究是近几十年来控制领域兴起的一个热点,并且受到人们的日益关注,此类时滞系统不但包含过去的运动状态,还包含过去运动状态的微分信息,这类系统可以用中立型泛函微分方程描述.对时滞中立型系统的性质研究为人们解决相应的实际问题提供了必要的理论基础和方法. 滑模变结构控制已发展成为现代控制理论中的重要分支.由于它对系统参数的摄动、外界的干扰、系统的不确定性等具有完全鲁棒性,而受到国内外学者的广泛重视.然而,在实际系统中,由于切换装置不可避免地存在惯性,所以变结构控制系统在不同的控制逻辑之间来回切换,因而导致实际滑动模不可能准确地发生在切换面上,通常会引起系统的剧烈抖振.这一抖振现象己成为滑模变结构控制理论在实际应用中的主要障碍.如何消除抖振而又不失强鲁棒性,是滑模变结构控制实际应用时必须解决的首要问题. 本文主要研究离散滞后系统的变结构控制.从50年代产生至今,变结构控制越来越多地被应用到工业领域,如电机与电力系统、空间飞行器、机器人、化工等领域.伴随着数字时代的到来和计算机技术的发展,基于采样离散模型上的离散系统的变结构控制成为目前研究的热点.在离散系统变结构控制中的切换不再是连续的、光滑的,而只是一个准滑动模态.一是由于有限高的采样频率和滞后所产生的抖振造成的.另一方面,由于执行机构的固有特性,信号的采集与传递等因素使得许多控制系统总是带有时间滞后.滞后的存在往往使得系统稳定性和控制特性变差,这使得我们在研究离散变结构控制的同时应更多地考虑到滞后因素,所以对离散滞后变结构控制系统的研究就变得十分有意义和有价值. 本论文主要研究内容包括以下几个方面: 1、概述了问题产生的历史背景和本文的主要工作. 2、介绍了研究的背景以及时滞中立型系统稳定性的研究现状,讨论了时滞中立型系统的稳定性,得到了时滞定常中立型系统渐近稳定的充分条件. 3、阐述了滑模变结构控制理论的发展历史、现状以及其特点.给出了离散系统变结构控制的有关概念、存在条件、到达条件及几种控制方法. 4、研究了离散时滞系统的变结构控制,介绍了一种变速趋近律,并给出了一种基于组合趋近律的控制方法.
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP13

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