不确定离散时滞系统的滑模变结构控制方法研究

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1、浙江理工大学硕士学位论文摘要近年来，随着计算机技术的发展和工业自动化领域的实际需要，对离散时间控制系统提出了更高的要求，与此同时，在各类实际控制系统中，由于时滞和不确定性的存在而导致系统不稳定或性能恶化。因而，不确定离散时滞系统的控制问题具有重要的理论意义和实际应用价值。滑模变结构控制算法的突出优点是滑动模态对于匹配的参数摄动以及外界扰动具有完全的鲁棒性，控制器设计方法简单，易于实现，为不确定性系统、非线性、时滞、时变系统的鲁棒控制设计提供了一种有效的方法。本文首先综述了国内外基于时滞系统的滑模变

2、结构控制问题的研究现状，然后给出了滑模变结构控制的相关概念，进一步针对一类不确定离散时滞系统，研究了不同滑模变结构控制器的设计问题。研究内容概括如下：1、针对一类不确定性满足匹配条件的输入饱和离散时滞系统，结合灰色理论研究了滑模变结构控制器的设计问题。首先基于线性矩阵不等式给出了包含输入饱和条件的滑模面参数设计方法，然后采用灰色模型预测匹配的不确定性，并设计了灰色补偿器。数值仿真说明相比于传统的滑模变结构控制器，所提算法在满足输入饱和条件的前提下使闭环系统具备了更强的鲁棒性。2、以一类参数摄动不满

3、足匹配条件的离散时滞系统为研究对象，基于模糊逻辑控制，提出了一类模糊趋近律。用模糊逻辑控制的输出代替传统趋近律中的符号函数，并结合线性矩阵不等式给出了滑动模态稳定的充分条件。仿真结果表明该控制器的鲁棒性优于传统滑模控制器，而且参数摄动无需满足匹配条件，同时控制器输入也在饱和约束范围之内。3、研究了一类不确定离散时滞系统的滑模变结构控制器的设计问题。分别提出基于最小二乘支持向量机和支持向量回归机的离散趋近律，实现了输入饱和不确定离散时滞系统的鲁棒控制，所设计的控制器不仅能确保滑动模念的稳定性，提高系

4、统状态的收敛速度，而且能有效地克服不确定性的影响。4、针对系统参数摄动和外界扰动均不满足匹配条件的离散时滞系统，结合狄色理论和最小二乘支持向量机提出了一种灰色离散趋近律，并基于线性矩阵不等式给出了滑动模态稳定的充分条件。仿真结果说明该控制器不仅削弱了系统抖浙江理工人学硕十学位论文振，而且抑制了非匹配不确定性对系统的影响。最后对全文进行了概括总结，并指出了不确定离散时滞系统的滑模变结构控制方法在理论和应用上有待进一步研究的问题。关键词：不确定离散时滞系统，滑模变结构控制，线性矩阵不等式，输入饱和n浙

5、江理T大学硕士学位论文AbstractResearchofslidingmodecontrolforuncertaindiscretetimedelaysystemsTimedelaysanduncertaintiesareverycommoninvariousengineeringsystem，andtheyaleoftenreasonsofinstabilityanddegradationofperformanceincontrolsystems．Inrecentyears，、Ⅳitlldev

6、elopmentofmicrocomputertechnologyandneedsofindustrialautomation,analysisforuncertaindiscretecontrolsystemswithtimedelayissignificantbotllintheoryandapplications．Oneofthemostdistinguishedfeaturesofslidingmodecontrol(SMC)isthatafterreachingtheslidingmod

7、e，robustnessisguaranteedtosystemswithmatchedparameteruncertaintiesandexternaldisturbances．Thecontrolalgorithmissimpleandeasytoberealized，andsystemdynamicsperformanceonslidingmodecanbepre-designed．SMCisaneffectiverobustcontrolapproachforuncertainsystem

8、s，nonlinearsystems，time-delaysystems，andtime—varyingsystems．Firstly,therelativestudiesonslidingmodecontrolfortimedelaysystemsuptonOWaregivenindetail．Secondly,theconceptsofslidingmodecontrolareproposed．Then,designingofdifferentslidingmodecontro