切换时间受限时离散切换系统的稳定性

切换系统作为一类典型的混杂系统,近年来在国内外受到极大重视。实际工程中,由于切换过于频繁难以使系统保持稳定,针对切换时间间隔受限的情况,研究一类离散线性切换系统的稳定性。利用李亚普诺夫稳定性理论,给出系统满足稳定性的充分条件,并利用此条件设计出相应的切换控制规律和状态反馈子控制器。最后对包含两个离散子系统的切换系统进行了仿真计算,其结果验证了文中所给出定理的有效性。     

一类奇异非线性变结构控制系统的跟踪问题

首次利用变结构控制方法研究了一类奇异非线性系统的模型跟踪问题，在不同情况下，通过引入动态补偿器的概念，设计了奇异模型跟踪系统的切换函数，得到了在切换面上实现跟踪的条件，然后利用趋近律方法设计了变结构控制，以保证在切换面外的运动在有限时间到达切换面，通过滑动运动实现跟踪，最后讨论了参数模型为正常系统的线性定常奇异系统的跟踪问题。     

一类线性M IMO 离散系统的切换控制方法

提出一种针对线性MIMO离散系统的切换控制方法．该切换控制方法不仅利用了系统输出误差，而且利用了控制器的状态变量信息，使系统具有理想的动态响应特性．算法需要较少的被控对象信息，实时计算量小．仿真结果表明了该算法的有效性。     

分数阶时变切换系统有限时间异步控制

针对一类时变切换系统,当考虑子系统具有分数阶（Fractional Order）特性时,提出了一种基于模型依赖平均驻留时间方法的有限时间稳定性条件及异步切换控制策略.借助于Caputo分数阶导数引理和切换Lyapunov函数,利用矩阵不等式技术提出了分数阶时变切换系统有限时间稳定的充分条件.将有限时间稳定的结果进一步推广到有限时间有界的情形,利用平均驻留时间思想提出了分数阶时变切换系统有限时间有界的充分条件,基于该条件设计了系统的异步切换控制器.所给出的设计方法将系统异步切换控制问题转化为矩阵不等式组的求解问题.通过数值仿真验证了所提控制方法的有效性.     

一种离散全程滑模变结构控制方法

针对离散时间系统提出了一种全程滑模变结构控制器设计方法。通过选择合适的滑模切换函数，使系统的轨线一开始便落在滑模面上，有效地缩短了系统状态到达滑动模态的时间，使系统从初始状态到平衡点的全过程都具有鲁棒性。针对利用离散趋近律方法设计全程滑模变结构控制器系统存在抖振的缺点，本文利用常规等效控制方法设计离散全程滑模变结构控制器，消除了系统的抖振，改善了系统的动态性能。并基于倒立摆模型进行了仿真，结果验证了其有效性。     

线性时变参数系统切换H_∞输出反馈控制

考虑时变参数系统的切换H∞控翻问题.提出了由参数触发的切换策略,由此在最小驻冒时间的限制下,将线性时变参数系统分解为若干具有范数有界不确定性的子系统.利用多Lyapunov函数方法分别设计各子系统的输出动态反馈控制器.使在切换策略驱动下构成的闭环系统满足H∞控制性能.仿真算例完整地实现了理论方法,并验证了其有效性.     

一类开关切换系统的输出反馈镇定

对一类子系统为线性的开关切换系统进行观测器设计，并给出系统动态输出反馈可镇定的充分条件。在所设计的观测器基础上，以系统状态的观测值为依据设计各子控制器和切换方案，使整个闭环系统是指数渐近稳定的。对于切换时间间隔受限制的情况，给出了相应的动态输出反馈可镇定条件和镇定控制方案。实例仿真结果表明，所给出的设计方案是可行的。     

关于滞后不确定系统的变结构控制与仿真

研究变结构优化控制,对于含有状态滞后和输入滞后的不确定离散时间系统,采用传统的变结构控制器设计方法,很难解决控制输入滞后对系统性能造成的影响,并使系统抖振和控制输入切换幅度过大的问题,控制效果不理想.为解决上述问题,对状态滞后和输入滞后相同的一类不确定离散时间,进行变结构控制器的设计.根据系统滑模面可达条件,用系统模型不确定项进行等效替换处理,提出改进的变结构趋近律.利用趋近律设计的控制器克服了系统抖振和控制输入切换幅度过大的问题.仿真结果表明,控制器不仅能够保证系统具有良好的稳态和动态性能,同时动态过程中控制量的切换幅度也可以控制在要求范围内.     

具有时变时滞的离散切换系统基于观测器的H∞控制

利用多Lyapunov函数方法，研究一类具有时变时滞的线性离散切换系统基于观测器的H∞控制问题．通过设计对角分块形式的多Lyapunov函数矩阵．使切换律只依赖于观测状态．在基于观测器的切换反馈控制策略下,给出了系统实现H∞控制的充分条件，且条件可以表示为与时滞界相关的线性矩阵不等式（LMI）的形式．同时还给出了切换律、观测器和控制器的设计方案．最后用一个仿真例子表明了结论的有效性．     

具有通信时延的二阶多智能体系统有限时间一致性跟踪控制

针对具有通信时延的二阶多智能体系统的有限时间一致性控制问题,分别研究了具有固定拓扑和切换拓扑网络结构情形下的二阶多智能体系统的有限时间一致性。为使多智能体系统能在有限时间内可以达到一致,引入一致性控制增益矩阵并设计了相应的基于相对位置和相对速度的时延状态误差有限时间一致性控制算法,利用系统模型转换,泛函微分方程稳定性理论和有限时间Lyapunov稳定性定理得到了使系统在有限时间内达到一致跟踪的最大时延上界值。最后,仿真实验结果验证了所得理论的正确性和有效性。     

Stabilization of uncertain chained form systems within finite settling time

This note considers finite time stabilization of uncertain chained form systems. The objective is to design a nonsmooth state feedback law such that the controlled chained form system is both Lyapunov stable and finite-time convergent within any given settling time. We propose a novel switching control strategy with help of homogeneity, time-rescaling, and Lyapunov-based method. Also, the simulation results show the effectiveness of the proposed control design approach.     

离散变结构控制基于扰动动态补偿的理想趋近律

研究了带有系统内部参数摄动和外部干扰的离散时间系统变结构控制综合问题。给出了非匹配不确定离散时间系统带有扰动动态补偿的理想趋近律,消除了常规变结构控制中不确定项必须有界和满足匹配条件的限制。所设计的变结构控制器在有限时间内可达切换面,有效地削弱了系统抖振,减小了切换带带宽,改善了系统动态品质。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

Sliding mode control for Markov jump linear uncertain systems with partly unknown transition rates

In this paper, based on sliding mode control approach, the robust stabilisation problem for a class of continuous-time Markovian jump linear uncertain systems with partly unknown transition rates is investigated. The transition rate matrix under consideration covers completely known, boundary known and completely unknown elements. By making use of linear matrix inequalities technique, sufficient conditions are presented to derive the linear switching surface and guarantee the stochastic stability of sliding mode dynamics. Then a sliding mode control law is designed to drive the state trajectory of the closed-loop system to the specified linear switching surface in finite time in spite of the existing uncertainties and unknown transition rates. Finally, an example is given to verify the validity of the theoretical results.     

不确定Delta算子系统的滑模软切换控制

针对一类带有内部参数摄动和外部扰动的快速采样控制系统,基于sigmoid函数提出了一种Delta算子S-变速趋近律方法,并设计了不确定Delta算子系统的滑模软切换控制器。基于Delta算子采样原理,将连续时间系统和离散时间系统的软切换控制器设计统一到Delta算子系统。基于Delta算子S-变速趋近律方法设计的闭环快速采样滑模软切换控制器能够在限制时刻内到达切换面,削弱了系统颤振。从仿真实例可以看出,该滑模软切换控制器的稳定性和平稳性优于传统指数趋近律情形,整个动态过程具有良好的完全鲁棒性。     

Passivity-based sliding mode control of uncertain singular time-delay systems

In this paper the problem of sliding mode control (SMC) with passivity of a class of uncertain nonlinear singular time-delay systems is studied. An integral-type switching surface function is designed by taking the singular matrix into account, thus the resulting sliding mode dynamics is a full-order uncertain singular time-delay system. By introducing some slack matrices, a delay-dependent sufficient condition is proposed in terms of linear matrix inequality (LMI), which guarantees the sliding mode dynamics to be generalized quadratically stable and robustly passive. The passification solvability condition is then established. Moreover, a SMC law and an adaptive SMC law are synthesized to drive the system trajectories onto the predefined switching surface in a finite time. Finally, a numerical example is provided to illustrate the effectiveness of the proposed theory.     

一类不确定时滞系统的变结构控制

本文针对不确定输入时滞系统,提出了一种具有滑动模态的变结构控制。先把系统变换成形式上不含时滞的系统,再据变换后的系统设计切换函数和控制律。用切换函数使滑动模态渐近稳定,用变化的不连续控制保证滑动模态的存在和削弱抖振。最后,通过一开环不稳定的不确定系统仿真,验证本文的方法是有效的。     

基于趋近律滑模的台车式倒立摆系统控制研究

本文设计了一种基于趋近律方法的滑模控制器。趋近律方法是滑模变结构控制的一种典型控制策略。这种控制方法不仅可以对系统在切换面附近或沿切换面的滑模运动段进行分析,而且可以有效地对系统趋近段的动态过程进行分析和设计,从而保证系统在整个状态空间内具有较好的运动品质。仿真结果表明,将两种典型的趋近律滑模控制方法应用到台车式倒立摆系统中,指数趋近律滑模变结构方法有更好的稳定性和抗干扰能力。     

Prescribed performance adaptive neural output control for a class of switched nonstrict‐feedback nonlinear time‐delay systems: State‐dependent switching law approach

This paper investigates the tracking problem for a class of uncertain switched nonlinear delayed systems with nonstrict‐feedback form. To address this problem, by introducing a new common Lyapunov function (CLF), an adaptive neural network dynamic surface control is proposed. The state‐dependent switching rule is designed to orchestrate which subsystem is active at each time instance. In order to compensate unknown delay terms, an appropriate Lyapunov‐Krasovskii functional is considered in the constructing of the CLF. In addition, a novel switched neural network–based observer is constructed to estimate system states through the output signal. To maintain the tracking error performance within a predefined bound, a prescribed performance bound approach is employed. It is proved that by the proposed output‐feedback control, all the signals of the closed‐loop system are bounded under the switching law. Moreover, the transient and steady‐state tracking performance is guaranteed by the prescribed performance bound. Finally, the effectiveness of the proposed method is illustrated by two numerical and practical examples.     

不确定切换系统的鲁棒H∞控制:滑模控制设计

研究了一类不确定切换系统的鲁棒H∞控制问题, 提出一个新的鲁棒H∞滑模变结构控制方法. 该方法分为二个步骤. 首先是构造单鲁棒H∞滑模面, 使得降阶等效滑动模态在所设计的滞后切换律下是鲁棒镇定的且具有H∞扰动衰减度γ. 其次是设计变结构控制, 以确保切换系统的状态在有限时间内到达这个单鲁棒H∞滑模面. 仿真例子说明提出设计方法的有效性.