基于LMI的广义系统的积分滑模鲁棒控制

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考虑到建模误差、外部扰动、以及其他因素,不确定性必然存在于实际系统中,所以对不确定系统的研究更具有实际意义。众所周知滑模控制对匹配不确定项具有完全的鲁棒性,滑模运动与匹配不确定项无关,这也是滑模控制的一大优点。H∞鲁棒控制对不确定系统也有良好的控制作用,如何将这两个控制策略有效地结合起来是本文主要的研究内容。本文针对一系列不确定系统,将两种控制策略有机结合在一起,研究了相应的控制算法。这里,本文的主要工作如下:(1)针对不确定正常系统,设计了基于LMI的鲁棒控制器。首先证明了滑模运动对扰动“不变性”,得到其充分必要条件;其次忽略状态所带的非匹配扰动,设计了积分滑模面、不连续滑模控制器抵消匹配不确定,得到带非匹配不确定滑动模态,利用LMI不等式再设计了相应的H∞控制器抵消非匹配的不确定,验证了闭环系统的稳定性。(2)针对带参数的不确定正常系统,设计了基于LMI的鲁棒控制器。考虑状态同时具备匹配不确定和非匹配不确定,在之前设计的基础上改善滑模面及相关滑模控制器的设计,得到状态带非匹配扰动的滑动模态,同样改善了H∞控制器得到稳定的闭环系统,使系统满足相应的性能指标。(3)在研究不确定正常系统的基础上,研究了不确定广义系统的算法。首先证明了不确定广义系统滑动模的不变条件与正常系统一致;其次设计了相应的积分滑模面和控制器,控制器主要分为2部分;不连续的滑模控制器、状态反馈控制器H∞控制器,滑模控制器消除匹配扰动、状态反馈H∞控制器保证广义系统无脉抵消非匹配的影响,使闭环系统正则、稳定且无脉冲。
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