变结构控制策略及在广义系统与delta算子系统中设计研究

《变结构控制策略及在广义系统与delta算子系统中设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、变结构控制策略及在广义系统与Delta算子系统中设计研究-->1绪论1.1研究背景1.1.1变结构控制是一种现代控制理论综合方法变结构控制(variablestructurecontrol,VSC)是一种现代控制理论综合方法，本质上属于非线性控制。变结构控制系统能够通过调整控制器结构的变化，改善系统的动态品质，使得系统调节精度高，响应速度快，具有较强的鲁棒性。尽管结构变化可能给系统带来额外的复杂性，但也使得系统性能保持高于一般固定结构控制所到达的性能，突破了经典控制设计的性能限制，合理地解决了动态性能指标与静态性能指标之间的平衡问题[3,4

2、]。变结构控制理论的产生与发展同生产实践密切相关，早在变结构控制概念出现以前，继电控制(bangbangcontrol)就已经应用到实践中。用经典控制理论很难简单地分析继电控制，因为经典控制系统的反馈函数通常是线性函数，即使是非线性控制系统，一般也要求反馈函数是连续可积函数，而继电控制是一种简单的变结构控制，其反馈函数是不连续的符号函数。变结构控制出现于20世纪50年代，最早由Emelyanov等[5,6]提出了概念，经过Utkin,Itkis,Adamy等[4,7-9]的不断探索和发展，逐渐成为现代控制理论中一个相对独立的研究领域。...

3、.........1.2研究现状1.2.1变结构控制定义及其分类变结构控制作为一种现代控制理论设计策略，具有较强的灵活性和复杂性。目前，变结构控制没有形成系统的理论，没有统一的定义。一般认为，变结构控制策略是在系统状态轨线穿越状态空间的不同区域时，系统结构按照一定的规律发生变化，使得系统性能达到期望指标要求的一种综合方法。系统结构，一般指由数学方程(组)描述的系统模型。变结构控制系统是具有不同结构的反馈控制器，按照一定逻辑切换变化，使得动态性能达到期望指标要求的系统。变结构控制是一种现代控制理论综合方法，据变结构控制系统的结构形式，主要有3

4、类控制策略：无滑模变结构控制(VSCprecludingslidingmode)、滑模控制(slidingmodecontrol,SMC)和切换监督控制(soid函数的软变结构控制器设计，控制信号平滑，调节精度高，响应速度快，具有良好的动态性能。2.1软变结构控制定义及其结构模式软变结构控制策略于无滑模变结构控制策略。为了易于理解软变结构控制策略的结构模式，引入具有k个子控制器的非连续变结构控制策略，然后对比分析二者控制结构的异同点。..........2.2基于隐Lyapunov函数的软变结构控制考虑具有控制受限输入(-->2.1.2)的

5、线性连续系统(2.1.1)，参考具有有限k个子控制器的无滑模变结构控制设计基于隐Lyapunov函数的软变结构控制，首先分析具有有限k个子控制器的无滑模变结构控制需要满足的条件。2.2.1基于隐Lyapunov函数的软变结构控制系统及其稳定性在具有有限k个子控制器的无滑模变结构控制器中，通常设计子控制器为线性控制器，即若控制输入不受限时，系统(2.1.1)和(2.2.1)需要满足如下条件..........3不确定离散系统的滑模控制策略......................463.1基于趋近律方法的滑模控制策略............

6、........................463.2基于理想趋近律的滑模控制............................563.4基于扰动补偿理想趋近律的滑模控制........................673.5应用：基于滑模控制策略的高新企业知识员工系统................743.6本章小结................814连续广义系统的动态软变结构控制.......................824.1连续广义系统描述.....................................

7、......824.2单输入连续广义系统的动态软变结构控制..................864.3多输入连续广义系统的动态软变结构控制.................934.4本章小结..................976Delta算子系统的变结构控制Delta算子系统是连续系统和离散系统的统一描述形式。Delta算子离散化是一种新的离散化方法，其采样周期是显式参数，便于观察和分析，具有良好的数字特性。状态空间理论是现代控制理论的核心，对于数字采样系统，状态空间方法大多采用移位算子描述。对于高速采样系统，移位算子存在着不可避免的

8、缺陷，当采样周期趋近于零时，离散化系统并不趋近于相应的连续系统，离散系统的极点位于单位圆周附近，易产生不稳定状态。Delta算子系统理论已成为计算机控制系统分析与设计的有力工具，