帶正弦擾動的線性時滯系統(tǒng)的最優(yōu)滑模控制.pdf

1、滑?？刂谱鳛橐环N非線性控制，與常規(guī)控制的根本區(qū)別在于控制的不連續(xù)性。它利用一種特殊的控制方式，強迫系統(tǒng)的狀態(tài)變量沿著人為規(guī)定的相軌跡滑到期望點。由于給定的相軌跡與控制對象參數(shù)以及外部干擾變化無關(guān)，因而在滑模面上運動時系統(tǒng)具有比魯棒性更加優(yōu)越的不變性。由于滑?？刂扑惴ê唵?，易于工程實現(xiàn)，從而為復(fù)雜工業(yè)控制問題提供了一種較好的解決途徑。在工業(yè)生產(chǎn)、航空航天和海洋工程等系統(tǒng)中，正弦擾動和時滯是普遍存在的，時滯現(xiàn)象的存在會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性以

2、及系統(tǒng)的性能。因此，研究帶正弦擾動的線性時滯系統(tǒng)的最優(yōu)滑模控制問題，無論在理論上還是在實踐上，都有著重要的意義。本文的主要研究內(nèi)容概括如下： 1、首先對目前國內(nèi)外變結(jié)構(gòu)控制理論的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行介紹，總結(jié)了滑模面設(shè)計方法以及削弱抖振的方法。 2、研究控制含時滯的線性離散系統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)控制問題。首先將原離散時滯系統(tǒng)化簡為不含時滯項的線性離散系統(tǒng)。然后對化簡得到的系統(tǒng)提出一種新的無抖振滑動模態(tài)控制算法。該算法使滑?？刂品?/p>

3、為兩個階段，當(dāng)系統(tǒng)軌跡在滑模某鄰域以外時，利用傳統(tǒng)的到達控制律使系統(tǒng)狀態(tài)軌跡單調(diào)趨近滑模面；當(dāng)系統(tǒng)軌跡進入該鄰域內(nèi)，無抖振控制律使其軌跡一步到達滑模面。該控制律有效地削除了由離散系統(tǒng)解軌跡的不連續(xù)性產(chǎn)生的抖振現(xiàn)象。 3、針對帶有正弦擾動的線性時滯系統(tǒng)，設(shè)計了最優(yōu)滑模面和變結(jié)構(gòu)控制律。在設(shè)計最優(yōu)滑模面過程中，利用逐次逼近算法，將一系列既含有時滯項又含有超前項的兩點邊值問題轉(zhuǎn)化為不含時滯項和超前項的線性兩點邊值問題族。進一步給出了滑

4、模控制律，由此得到的滑?？刂破鞅ＷC狀態(tài)軌線在有限時間內(nèi)到達并保持在滑模面上，同時證明了滑模的穩(wěn)定性。數(shù)值仿真說明了設(shè)計方法是有效的。 4、把變結(jié)構(gòu)控制的滑模面設(shè)計與最優(yōu)控制理論相結(jié)合，優(yōu)化了滑?？刂浦刑赜械南到y(tǒng)在滑模面上的滑動運動性能。利用逐次逼近法設(shè)計了最優(yōu)滑模面進而給出滑?？刂坡?，得到了新的理論結(jié)果。由此得到的滑?？刂破骷缺ＷC了狀態(tài)軌跡有限時間內(nèi)到達并保持在滑模面上，也保證了系統(tǒng)的滑動模態(tài)具有最優(yōu)的動態(tài)性能。 5、總