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线性切换随机时滞系统的滑模控制

作　者: 张凤
导　师: 连捷
学　校: 大连理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 切换随机时滞系统平均驻留时间积分滑模控制均方指数稳定
分类号: TP13
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 44次
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内容摘要

切换作为一种重要的控制策略广泛应用于各种控制系统的数学模型中,切换对系统动力学行为的影响也一直是理论研究的热点问题。在过去几十年里,学者们就切换系统提出许多重要的研究方法并取得大量出色的研究成果。但这些研究成果主要是针对切换子系统为确定性系统的情形,较之确定性系统,随机系统包含更为丰富的内容,也更符合工程实际系统常包含随机因素的特性。本文考虑一类系统动态受随机干扰影响,而切换规则仍为确定性函数的系统,采用积分型滑模控制方法,研究其在一类满足平均驻留时间条件的切换规则作用下的稳定性问题,主要工作包括以下几个方面：研究具有时变时滞的不确定切换随机系统的滑模控制问题。设计积分型滑模面,采用平均驻留时间方法和线性矩阵不等式(LMI)技术,给出滑动模态均方指数稳定的充分条件。然后设计变结构控制器,保证系统状态轨迹从初始时刻开始就保持在预先设计的滑模面上。针对一类广义切换随机时滞系统,研究其在异步切换下基于无源性的滑模控制问题。根据异步切换的特性,整个运行区间分为匹配区间和不匹配区间。设计积分型滑模面,构造一类满足平均驻留时间条件的切换信号,得出滑动模态在该切换信号的作用下在无外界干扰时均方指数稳定,以及受到外界干扰时随机无源且具有耗散率γ的充分条件。最后设计变结构控制器以保证系统对滑模面的可达性。针对一类具有不可测状态的切换随机时滞系统,研究其在异步切换下基于观测器的滑模控制问题。设计观测器来估计系统的状态,考虑观测器切换信号滞后于系统切换信号情况下积分型滑模面和变结构控制器的设计问题,并给出闭环系统均方指数稳定的充分条件。最后,对全文的主要工作进行总结,并指出下一步可能的工作内容。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 研究背景介绍  9-14
    1.1.1 切换系统  9-10
    1.1.2 随机系统  10-11
    1.1.3 时滞系统  11-12
    1.1.4 滑模控制  12-14
  1.2 论文主要内容及结构  14-15
2 不确定切换随机系统的滑模控制  15-31
  2.1 预备知识  15-17
  2.2 主要结果  17-26
    2.2.1 滑模面设计  17-19
    2.2.2 滑动模态稳定性分析  19-24
    2.2.3 滑模控制律设计  24-26
  2.3 仿真示例  26-30
  2.4 结论  30-31
3 广义切换随机系统在异步切换下基于无源性的滑模控制  31-45
  3.1 预备知识  31-33
  3.2 主要结果  33-41
    3.2.1 滑模面设计  33-34
    3.2.2 稳定性和无源性分析  34-40
    3.2.3 滑模控制律设计  40-41
  3.3 仿真示例  41-43
  3.4 结论  43-45
4 切换随机系统异步切换下基于观测器的滑模控制  45-59
  4.1 预备知识  45-46
  4.2 主要结果  46-54
    4.2.1 观测器及滑模面设计  46-48
    4.2.2 滑动模态稳定性分析  48-54
    4.2.3 滑模控制律设计  54
  4.3 仿真示例  54-57
  4.4 结论  57-59
结论  59-60
参考文献  60-65
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  65-66
致谢  66-67

线性切换随机时滞系统的滑模控制

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