论文部分内容阅读
线性切换系统提供了一种将线性系统和复杂或者不确定系统连接起来的框架,从而可以拥有两者的优点。许多智能控制方法采用控制器切换的策略去克服传统单一控制器的不足,以及提升系统的性能。近年来,时滞系统不断地收到关注,这是因为许多实际系统不可避免的会包含有时滞环节。其时滞环节不可忽略,而且可能会导致系统震荡、发散甚至是不稳定。由于考虑时滞会使问题变的很复杂,时滞切换系统的研究成果并不多见。从20世纪50年代滑模控制诞生开始,它就成为了有效解决模型不完整和非线性系统的鲁棒性方法。在不同种类的控制系统中,由于滑模控制具有实现简单,响应快速,瞬态响应好,对于参数不确定性以及干扰不敏感,所以滑模控制经常被采用。滑模面的系统性能是被预先设计好的,比如稳定性、抗干扰能力、跟踪能力等。值得注意的是,时滞切换系统的滑模控制方面少有成果被报道,在此方面进行研究是非常重要的,而且具有挑战性,并且研究的结论对于该领域的研究者和设计者很有用,这就是文本研究的目的。本文主要研究连续时间以及离散时间情况下的时滞切换系统的滑模控制问题。目的是使控制系统模型更加精确,控制性能达到更高的要求,充分发挥滑模变结构控制优秀的鲁棒性能。另外,由于离散系统一般是由连续控制方法离散化后得到的,在滑模控制的应用中存在诸多问题,本文将直接对离散系统进行分析控制。首先,通过平均保持时间以及分段李雅普诺夫函数方法,提出了时滞切换自治系统指数稳定的充分条件,使用Jensen不等式和交互式凸组合方法处理其中的时滞环节。并给出了该系统状态衰减的严格估计。该条件是LMI可行解问题。之后,利用上述条件,进行系统模型变换以及一些必要的矩阵变化。提出了降阶滑模动态存在的充分条件,并且给出了滑模面参数的设计方法。所得条件是LMI非凸可行解问题,可以通过锥补线性化算法转化为LMI极小化问题求解。引用了时滞可知以及时滞不可知时的滑模控制输入,迫使闭环系统状态能够到达预设的滑模面。并且在接下来的时间里,连续情况下的闭环系统状态能够保持在滑模面上,离散情况下的闭环系统状态能够保持在预设的滑模面附近。最后,分别给出了连续时间和离散时间情况下的时滞切换系统滑模控制的数值仿真例子,用于演示本文所提出的理论的有效性。