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时滞不确定系统的变结构控制

吴鹏  
【摘要】:工业生产过程中广泛存在着一类具有时变、非线性、时间延迟、变参数特性的复杂对象,尝试用不同的控制方法来研究这类对象一直是控制界最具挑战的课题之一。滑模变结构控制出现在50年代,由于变结构系统的滑动模态运动对系统的参数摄动、外界的扰动、系统不确定模态和模型不确定性具有不变性,也就是完全鲁棒性,滑模控制才引起了人们的极大关注。随着计算机技术的发展和高速切换电路的产生,滑模变结构控制理论目前在控制领域得到了广泛应用。它的不足主要是当系统运动状态在到达滑动平面后,会在滑动平面附近产生高频抖振,同时系统的控制量也产生高频振荡。本文考虑在具有不匹配不确定性和时间滞后的控制对象中引入滑模变结构控制,并着重研究滑模面在这类对象中的存在性以及到达运动控制器的设计问题。 本文所做具体工作有: 第一,比较全面查阅了关于滑模变结构控制的文献,总结了滑模变结构控制的发展历史和特点,详细介绍了连续系统滑模变结构控制的基本概念、基本定义和设计方法;简单介绍了离散时间系统的变结构控制;并简单介绍了变结构控制的抖振问题。 第二,针对一类同时具有不匹配时变不确定性和时滞的系统,基于线性矩阵不等式方法,给出了系统存在滑动模态的充分条件,基于滑动面,进一步设计了到达运动控制器。仿真结果证实了该控制策略的可行性。


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