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有限时间收敛控制性能指标的分析研究

程丽丽  
【摘要】: 本文主要研究有限时间收敛控制的各项性能指标,探讨利用有限时间收敛控制求时间最优控制的近似解的方法。论文首先综合介绍非线性系统的有限时间收敛性的研究工程背景、理论意义、研究现状及存在问题,并给出动态控制系统有限时间收敛的概念及设计步骤等等,在简要概述了滑模变结构控制理论的基础上,重点对有限时间收敛控制的性能指标方面进行了一些研究。全文的主要内容包括以下几个部分: 1.动态系统有限时间收敛控制的时间性能指标研究 描述了几种利用滑动模态超曲面实现状态变量有限时间收敛的终端滑动模态控制方法及其进入各级滑模面最终到达平衡点的时间,比较在时间性能指标上的优劣,提出并证明了指数型滑模超曲面的选用在有限时间收敛控制中的快速收敛性,最后通过仿真算例进一步验证了该控制方案的有效性。 2.有限时间收敛控制与时间最优控制性能指标的分析研究 分析了有限时间收敛控制及时间最优控制各项性能指标,探讨利用有限时间收敛控制的方法通过选择适当的控制及参数,可以得到最优控制的近似解,然后利用三阶系统进行比较实例仿真,验证了分析的有效性。通过性能指标分析,进一步提出利用切换控制逼近时间最优控制的方法,通过仿真实例验证了方法的可行性。


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