线性时滞系统的二阶滑模变结构控制的研究.pfg.pdf

重庆大学硕士学位论文中文摘要 I 摘要滑模变结构控制理论是现代控制理论的一个重要分支。变结构控制具有物理实现简单、快速响应和滑动模态对满足匹配条件的不确定性或干扰具有完全自适应性等优点。然而,滑模变结构控制的不连续开关特性将会引起系统的抖振。抖振现象给变结构控制在实际工程中的应用带来了困难。二阶滑模变结构控制不仅保持了一阶滑模对参数和扰动的不敏感性和强鲁棒性等优点而且在有效地降低了系统抖振的同时提高了系统的控制精度。时滞和不确定性是普遍存在于通讯、交通、电力、化工过程、经济等客观世界和工程技术应用中的实际问题。控制系统中存在时滞增加了理论分析和工程应用的难度,同时与无时滞系统相比,滞后使得系统的相应性能变差,甚至稳定性难以保证。因此采用二阶滑模变结构控制设计一种具有不变性,能分解,可降维的时滞不确定性系统的控制器具有挑战性和实际意义。论文以线性时滞不确定系统为研究对象,分别研究了存在控制时滞和存在状态时滞的两种不同类型线性时滞不确定系统的二阶滑模变结构的设计方法。主要的研究工作概括如下: 1. 采用线性非奇异变换将控制存在时滞的线性系统转化为无时滞系统; 借助于二次型时间最优的方法,利用二阶超螺旋算法,设计出简单、易于实现的滑模控制器。通过引入合理的 Lyapunov 函数证明系统渐近稳定。 2. 在讨论存在状态时滞的线性系统的变结构控制器设计时, 将二阶滑模算法和一阶滑模设计方法相结合得到改进的二阶滑模变结构控制器,借助于线性矩阵不等式(LMI) 和虚拟反馈给出了滑模渐近稳定的充分条件,并通过仿真对算法进行了验证。 3. 针对网络化无刷直流电机远程闭环控制系统中的控制时滞和状态时滞的问题, 分别采用第三章和第四章控制器的设计方法,设计了无刷直流电机远程控制系统的二阶滑模变结构控制器。通过仿真实验验证了二阶滑模变结构控制器的有效性和正确性。关键词: 状态时滞,控制时滞,超螺旋算法,二阶滑模变结构控制重庆大学硕士学位论文英文摘要 II ABSTRACT Variable sliding mode control had been de veloped to an importa nt branch of the modern control theory. Variable sliding mode control structur e is widely used due to its attractive characteristics th e sliding mode are robust ness to uncertainties and perturbations. Unfortunately , high frequency control sw itching may also cause the dangerous chattering effect. This chatteri ng phenomenon of the variable sliding mode control will increased the difficult in practi cal engineering. The second order sliding mode control as not only main tains the advantages of the first order sliding mode, and effectively reduce the chattering. The second -order sliding mode control is received extensive attention mainly due to limiti ng the chattering phenomenon, improving the controlling accuracy and preserving the main advantages of the original sliding mode approach. Time-delays and uncertain are often pr esent in the objective world and the engineering technology. They appear in different forms such munication, electronic systems, transporta tion, chemical systems, ec onomical. Compared with the systems without delays, the pres ence