變結構控制理論在一類欠驅動機械系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、欠驅動機械系統(tǒng)是指系統(tǒng)的獨立控制變量個數(shù)小于系統(tǒng)自由度個數(shù)的一類非線性系統(tǒng)。它在減少執(zhí)行元件個數(shù)，減輕系統(tǒng)重量以及降低成本方面具有很大的優(yōu)勢，因此對它的研究具有重要的理論意義和實用價值。同時由于欠驅動系統(tǒng)的高度非線性、參數(shù)攝動、多目標控制要求等原因，使得欠驅動系統(tǒng)的控制具有較大的難度。作為一種具有強魯棒性的變結構控制方法，滑?？刂频捻憫杆伲瑢ο到y(tǒng)參數(shù)變化和外部擾動具有不變性。因此，可以考慮采用滑?？刂苼韺崿F(xiàn)對欠驅動機械系統(tǒng)的控制。本文

2、就是以欠驅動系統(tǒng)為研究對象，結合中國科學院“百ъ倀ъ漀()“智能控制方法及應用研究”展開欠驅動機械系統(tǒng)的變結構控制方法研究。所完成的工作概括主要包括以下七個方面： 首先系統(tǒng)回顧了變結構理論的產生與發(fā)展以及欠驅動機械系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，分析了欠驅動系統(tǒng)的滑?？刂扑嬖诘闹T多問題，進而提出了本文的研究目的。 第二利用拉格朗日動力學方法建立了欠驅動系統(tǒng)的動力學模型，并分析了該模型所具有的結構特性。給出了欠驅動系統(tǒng)的一種狀態(tài)方程形式

3、的標準模型。 第三，提出了一種基于聚合式分層遞階結構的滑?？刂破鹘Y構模型，并給出了該滑?？刂破鞯脑O計步驟和參數(shù)選擇原則，同時從理論上給出了各層滑模平面均漸近穩(wěn)定的判定定理。 第四，提出了基于增量式分層遞階結構的欠驅動系統(tǒng)的滑模控制器模型。同時采用模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡估計器來解決欠驅動系統(tǒng)中存在的不確定項問題。并且從理論的角度對各層的穩(wěn)定性進行進一步地分析，給出系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件。 第五，針對一種只具有穩(wěn)定平衡點的欠