收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

时滞离散不确定系统的滑模控制研究

周德文  
【摘要】: 随着计算机技术的飞速发展,离散控制系统的分析与设计已经成为控制理论的一个重要组成部分。另外,在航空航天、过程控制、网络控制系统中,由于信号传输及计算时间延迟,时滞现象普遍存在。时滞的存在严重降低了系统的性能,甚至使系统不稳定。另一方面,实际的控制系统通常都会受到各种外部扰动的影响,这些扰动不仅能使系统的工作点发生漂移,还会使系统的动态和稳态特性变坏,甚至使系统失稳,导致控制失败。因此,在具有时滞的离散不确定系统中,如何设计控制器消除或减小扰动对系统的影响,无论在理论上还是在实践中,都是很有意义的研究课题。 滑模控制由于算法简单、响应快速、鲁棒性好、易于工程实现等优点,近年来受到了控制界的广泛重视。本文以滑模控制理论为基础,结合多输出反馈技术、鲁棒控制、自适应控制、Lyapunov稳定性理论等,针对时滞离散不确定系统,给出了高性能镇定控制器和跟踪控制器的设计方法。本文的研究内容概括如下: 在前言中,回顾了变结构控制理论的发展,详细介绍了国内外关于连续系统的滑模变结构控制、不确定时滞系统的滑模变结构控制以及离散系统的滑模变结构控制理论的研究概况与现状,给出了本文的研究内容和研究意义。 第二章研究了利用变速趋近律实现离散系统的滑模控制问题。首先,对于无时滞的离散系统,构造了一种离散变速趋近律,证明了利用此趋近律设计的变结构控制器具有趋近速度快、抖振小的优良品质,并且证明了系统具有常值的滑模带以及系统运动最终趋于原点的性质;其次,对于有时滞的离散系统,利用极点配置法,给出了时滞离散变结构控制系统的滑模面方程,保证了系统滑模运动的渐近稳定性;并利用改进的离散趋近律给出了时滞离散变结构控制律以及系统滑模带的具体数学表达式。最后通过仿真实例,验证了本文提出的变结构控制器的设计方法能保证滑模最终趋于原点,且具有趋近速度快、抖动小的优良品质。 在第三章中,对于含有外部扰动的状态时滞系统,根据已知外部扰动条件的不同,设计了三种不同的控制策略用以消除或减弱扰动对系统的影响。一是对于外部扰动上、下界已知的时滞离散不确定系统,构造了一种新的近似变结构控制策略,证明了在此变结构控制器的控制下,系统具有准滑模带的存在性、有限可达性和趋近运动的全局稳定性。二是对于外部扰动变化率有界的时滞离散不确定系统,设计了新的对控制律实施在线补偿的扰动动态补偿器,解决了系统的不确定性问题。三是基于多输出反馈技术,结合趋近律方法,设计了能够物理实现的控制律,并证明了对于含有外部扰动的状态时滞系统此控制方法是有效的。最后,通过相同的仿真实例与其它控制策略进行了比较,体现了本文所提控制方法的优越性。 第四章研究了利用模型参考自适应滑模控制算法实现具有未知外部扰动的状态时滞系统的模型跟踪问题。本章提出了一种模型参考自适应滑模控制算法,通过构造离散的Lvapunov函数,证明了系统在所给控制的作用下具有渐近稳定性。另外,对于带有时滞关联项的离散大系统,本章提出了一种分散模型跟踪自适应滑摸控制算法,证明了误差系统在所给控制的作用下,系统的输出函数在准滑模带内步步穿越滑模面、跟踪误差最终趋于原点以及误差系统的趋近滑模带的运动是渐近稳定的等性质。最后给出了仿真实例,验证了所提方法的可行性。 在第五章中,研究了离散混沌系统的状态同步问题。首先,利用广义系统的概念给出了系数矩阵为能控标准型的滑模面方程,并利用极点配置定理给出了能使系统稳定的滑模面;其次,构造了含有自适应律的离散趋近律,设计了能够使系统达到同步的变结构控制器,并利用Lyapunov稳定性定理,证明了系统的趋近运动的稳定性。最后,通过对Duffing-Holmes系统的同步仿真,验证了该方法的可行性。另外,通过利用Terminal滑模控制技术设计了离散Terminal滑模控制器,构造了自适应趋近律,实现了离散系统的混沌同步;同时证明了误差系统在所给控制的作用下新设计的滑模面即为Terminal滑模面,并且系统运动具有步步穿越滑模面的性质。最后通过仿真说明了本章所提方法的有效性。 第六章在总结全文主要工作的基础上,对时滞离散不确定系统的滑模控制研究进行了展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王曌,刘志远,裴润,班喜光;具有约束的不确定系统的滚动时域状态估计方法[J];中国电机工程学报;2003年09期
2 韩笑冬;王执铨;;相容指标约束下离散不确定系统的满意容错控制[J];空军工程大学学报(自然科学版);2007年04期
3 俞立;具有不确定性的时滞系统的鲁棒镇定[J];浙江工业大学学报;1993年02期
4 赵家奎;一种设计鲁棒稳定控制器的新方法[J];武汉工业大学学报;1996年03期
5 吴争光;周武能;;一类不确定系统的区域稳定性约束状态反馈控制[J];宜春学院学报;2005年06期
6 马新军;向少华;胥布工;黄德先;;带非线性扰动的不确定多时变时滞系统H_∞鲁棒稳定性[J];控制理论与应用;2006年04期
7 王平;张成磊;;线性矩阵不等式及其在随机控制中的应用[J];山东轻工业学院学报(自然科学版);2007年01期
8 周丽娜;刘晓华;;一类不确定广义时滞系统的鲁棒H_∞观测器[J];鲁东大学学报(自然科学版);2007年03期
9 董亚丽;冯玉娟;;一类非线性不确定系统的全局指数镇定[J];系统科学与数学;2008年06期
10 王杰;周永年;刘金锋;;火电厂主汽温控制系统的QFT设计与仿真[J];微计算机信息;2008年16期
11 欧阳高翔;倪茂林;孙承启;;基于依参数Lyapunov函数的不确定系统鲁棒稳定控制[J];控制与决策;2008年12期
12 丁德锐;费为银;刘宏建;;不确定系统受方差约束和鲁棒R稳定的H_∞动态输出反馈控制[J];东华大学学报(自然科学版);2009年03期
13 苏子漪;俞立;宋洪波;张文安;;连续时间系统多目标鲁棒滤波器设计[J];控制理论与应用;2010年06期
14 孟祥旺;蒋威;丁强生;;具离散和分布时滞的不确定奇异系统的鲁棒H_∞控制(英文)[J];应用数学;2011年02期
15 刘晓,耿文明;PIESF解耦控制系统设计[J];南京航空航天大学学报;1990年03期
16 贾英民;高为炳;程勉;;关于鲁棒严格正实镇定准则[J];控制与决策;1992年04期
17 谌颖,黄文虎,倪貌林;鲁棒稳定控制器设计的变形Riccati方程方法[J];哈尔滨工业大学学报;1993年03期
18 杨保民,孙翔;不确定离散时间系统鲁棒稳定控制[J];自动化学报;1995年05期
19 胡文远,宋申民,段广仁;一种鲁棒渐近跟踪控制器设计的新方法[J];哈尔滨工业大学学报;1996年05期
20 孙翔,霍沛军,郭治;不确定系统的多指标约束方差控制 : 一种代数方法[J];南京理工大学学报;1997年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高江;戴冠中;;不确定系统辨识的IBC理论模型[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
2 葛友;李春文;;不确定系统的反混沌控制和混沌同步[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
3 邵汉永;冯纯伯;;离散多变量系统的鲁棒严格正实性分析和综合[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
4 郭磊;赵克友;;一类结构型不确定系统的鲁棒镇定准则[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
5 黎阳生;王银河;刘粉林;张嗣瀛;;基于线性控制器的正交相似不确定组合系统的二次鲁棒分散镇定[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
6 刘新宇;高立群;张文力;;不确定线性组合系统的分散鲁棒镇定[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年
7 宗广灯;杨洪勇;武玉强;;一类不确定系统的变结构高增益观测器设计[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
8 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
9 ;第七届中国不确定系统年会[A];第七届中国不确定系统年会论文集[C];2009年
10 杨保民;孙翔;;不确定离散时间系统鲁棒稳定调节器[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993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 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
3 冯晋;复杂离散不确定系统的鲁棒滤波方法研究[D];哈尔滨工程大学;2013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 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
6 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
7 李健;多类不确定分布参数系统自适应镇定[D];山东大学;2013年
8 原明亭;多项式参数依赖系统鲁棒控制有关问题研究[D];山东大学;2013年
9 马龙华;不确定系统的鲁棒优化方法及应用研究[D];浙江大学;2001年
10 王进华;混合H_2/H_∞鲁棒控制理论及应用研究[D];西北工业大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 夏建伟;不确定系统鲁棒H_∞控制[D];曲阜师范大学;2004年
2 吴含植;具分布时滞的不确定模糊系统鲁棒控制[D];南京理工大学;2008年
3 李永刚;连续不确定系统的右互素分解问题[D];大连理工大学;2009年
4 王晓利;基于凸优化理论的不确定系统鲁棒分析与设计[D];西北工业大学;2001年
5 邢振华;基于鲁棒H_∞滤波器的不确定系统识别[D];同济大学;2007年
6 李经纬;一类参数不确定系统的鲁棒控制[D];厦门大学;2007年
7 李静;基于LMI方法的一类不确定系统的鲁棒正实性分析及鲁棒正实控制[D];厦门大学;2008年
8 于博;带有区间时滞的不确定系统的稳定性分析及镇定[D];渤海大学;2012年
9 王龙;不确定理论在系统可靠性中的应用[D];上海师范大学;2013年
10 王丽;不确定系统的鲁棒及保成本控制研究[D];青岛科技大学;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978