滑模控制在时滞切换系统中的应用

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wodekechengsheji
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
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。
其他文献
遥微操作机器人是用来实现或提高人在那些不符合人体尺度的小尺度或微观世界中完成精细作业任务的一类主从式遥操作机器人。它拓展了人类的作业空间,在医疗、微生物、微机械等
遗传算法是基于达尔文自然选择学说和遗传学机理的一种迭代全局优化随机搜索方法,对许多传统方法难以解决的复杂对象优化问题,提供了一个行之有效的新途径,也为人工智能控制
随着航天技术的发展,卫星系统呈现出大型化、低刚度和挠性化的发展趋势,使得卫星姿态动力学及其控制问题变得越来越复杂,如何通过地面仿真手段保证卫星控制系统的性能成为航
小行星探测活动已经成为当今深空探测领域的热点,方兴未艾。探测形式也从早前的掠飞、环绕、撞击发展到现在的着陆以及采样返回,其中着陆探测甚至采样返回是获取科学研究数据
霜冻灾害会给农业生产带来巨大损失,为了减少霜冻灾害带来的损失,及时探测到霜的存在、霜冻灾害影响的范围是非常必要的。现有针对探霜传感器的研制一般都是应用于冰箱或者冷
随着轴承产品在社会各行各业应用领域的扩大及应用档次的提高,对开发新的轴承品种和提高轴承质量的要求日益增加,这使得各轴承企业对轴承试验越来越重视。国外的轴承企业大都制定了轴承模拟试验标准,通过轴承模拟试验,测量并计算出轴承的更加准确的性能参数,缩短了新产品开发的周期,有利于快速改进产品的质最。而我国的轴承企业在轴承试验水平方面,还停留在简单的轴承寿命试验的层次上,试验结果难以得到国外用户的认可,大大
当前社会随着移动设备的蓬勃发展,USB及其接口技术被越来越多的人们所关注。嵌入式系统是一种将底层硬件、实时操作系统和应用软件相结合的专用计算机系统,在经济社会和人们
本文围绕着高压电力设备连接点的温度在线实时测量的难点问题,进行了测温方法的研究。论文分析了高压电力设备连接点温度在线实时测量的主要困难在于高压强电磁环境的存在对
随着机器人技术不断的发展,自主移动机器人由于其良好的智能性、自主性已成为了机器人研究领域的热点之一,被赋予了多种多样的任务。考虑到机器人自身携带能源的能力,自主移
本论文研究的主要内容包括调研现有车辆导航系统的地图匹配算法研究现状,分析GPS轨迹数据和交通矢量地图研究其误差特性,并且根据GPS车载接收机误差和交通矢量地图误差的特点与