线性时滞不确定性系统的滑模变结构控制

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1、青岛科技大学研究生学{{)=论文线性时滞不确定性系统的滑模变结构控制摘要时滞和不确定性广泛存在于各类实际系统中，是导致系统不稳定和动态性能下降的重要因素。所以充分考虑时滞和不确定性因素对系统控制效果的影响，设计具有较强鲁棒性的控制器具有重要的理论意义和实际应用价值。滑模变结构控制的突出优点是滑动模态对于匹配的参数不确定性以及外界扰动具有完全的鲁棒性，并且滑动模态的动态品质是可以预先设计的。同时设计方法简单，易于实现。它为不确定性系统、非线性、时滞、时变以及干扰源多的系统的鲁棒设计提供了一种有效的方法。本文关注时滞不确定系统的滑模变结构控制，针对不同类型的时滞不确定系统，研究其滑模控制器

2、的设计问题。研究内容概括如下：1．研究一类存在控制时滞的不确定性系统的最优滑模控制问题。定义线性无时滞变换，将时滞系统转化为无时滞系统，在新坐标下，研究基于二次型性能指标的最优滑模面的设计方法，设计了动态不连续控制律，保证滑模存在条件和到达条件，并有效削弱抖振。数值算例及在化工反应过程中的应用研究验证该设计方法的有效性。2．研究一类存在状态时滞的不确定性系统的全滑模控制器的设计问题。提出了一种积分滑模面的设计方法，实现了不确定时滞系统的全局鲁棒滑模控制。系统地给出了全滑模控制器的设计过程。仿真研究验证了设计控制策略的有效性。3．以同时存在状态时滞和控制时滞的不确定性系统为研究对象，基于

3、线性变换，提出了一种设计全滑模控制器的新思路。首先定义线性变换将系统转化为只显含状态时滞的不确定性系统，在新坐标下，进行全滑模控制器的设计。设计的积分滑模面，消除了趋近阶段，实现了全滑模控制。设计控制律确保滑模的存在条件，并能有效克服不确定性的影响。以延时网络控制系统为对象，设计全滑模控制器，仿真结果表明该控制方法鲁棒性好，是镇定延时网络控制系统的有效方法。4．总结论文的主要工作，并指出今后的研究方向。关键词：时滞系统，不确定性系统，滑模变结构控制，最优滑模，积分滑模a【shD，全滑模控制(GSMC)青岛科技人学研究生学位论文SLIDINGMODECONTROLFORLINEARUNC

4、ERrI=AINTIME．DELAYSYSTeMSTimedelaysanduncertaintiesareverycommoninvariousengineeringsystems，andbothcancauseinstabilityandpoorperformance．Thereforetheinvestigationofrobustcontrollersforuncertaintime-delaysystemsisveryimportantbomintheoryandinpractice．Oneofthemostdistinguishedfeaturesoftheslidingm

5、odecontrol(SMC)isthatafterreachingtheslidingmode，thesystemhasrobustnesstomatchedparameteruncertaintiesandexternaldisturbances．Thesystemdynamicsperformanceonslidingmodecanbepre-desigued，andthecontrolalgorithmissimpleandeasytoberealized．SMCisaneffectiverobustcontrolapproachforuncertainsystems．nonl

6、inearsystems,time-delaysystems，time-varyingsystemsandperturbedsystems．Inthisthesis，theproblemofdesigningsfidingmodecontrollersfordifferentuncertaintime-delaysystemsisstudied．Themainworksaresummarizedasfollows：1．Theproblemofdesigningoptimalslidingmodecontrollersforaclassofuncertainlinearsystemswi

7、tIlinputtime—delayisconsidered．Alineartransformationisdefinedtotransformtheorionalsystemintoadelay-freeform．Thenbasedonthetransformedsystem,thedesignmethodofoptimalslidingmodewinlaquadraticperformanceindexminimizedispresente