非匹配的不确定时滞离散系统的滑模控制

针对一类不确定离散时滞系统，研究了其滑模控制问题。所考虑的系统是变时滞的，并且含有非匹配的时变参数不确定项。通过非奇异矩阵变换将其转化为两部分，一部分满足传统的匹配争件；另一部分是非匹配，但是满足范数有界的条件。利用变结构控制方法，设计了满足到达条件的滑模控制器，使系统状态在有限时间内到达滑模面。并且在控制器的作用下保持在滑模面上，从而使系统具有稳定的滑动模态，克服了传统滑模控制方法中不确定项需满足匹配条件的保守性。     

离散时滞系统的最优滑模控制

针对离散线性时滞系统,设计了最优滑模面和最优离散变结构控制律.在设计最优滑模面的过程中,利用逐次逼近算法,将既含有时滞项又含有超前项的两点边值问题转化为不含时滞项和超前项的线性两点边值问题,并证明了其解序列一致收敛于原系统的最优滑模.进一步给出了原系统的变结构控制律.     

含有输入时滞的不确定T-S模糊系统的滑模控制

研究同时包含输入时滞和状态时滞的不确定T-S模糊系统的滑模控制问题,其中非线性不确定项是未知的,并且不满足匹配条件.针对被控对象的T-S模糊模型,设计一种基于积分型切换面的滑模控制器,并利用线性矩阵不等式技术和李亚普诺夫稳定性理论,给出滑模动态渐近稳定的充分条件,设计滑模控制律使系统状态保持在切换面上.仿真结果表明,该方法能有效消除非线性不确定性和输入时滞给系统带来的影响.     

滑模变结构控制理论及其算法研究与进展

针对近年来滑模变结构控制的发展状况,将滑模变结构控制分为18个研究方向,即滑模控制的消除抖振问题、准滑动模态控制、基于趋近律的滑模控制、离散系统滑模控制、自适应滑模控制、非匹配不确定性系统滑模控制、时滞系统滑模控制、非线性系统滑模控制、Terminal滑模控制、全鲁棒滑模控制、滑模观测器、神经网络滑模控制、模糊滑模控制、动态滑模控制、积分滑模控制和随机系统的滑模控制等.对每个方向的研究状况进行了分析和说明.最后对滑模控制的未来发展作了几点展望.     

一类离散非线性时延系统的滑模变结构控制研究

针对时变时滞的离散非线性系统, 利用Takagi-Sugeno模糊模型对其进行线性逼近, 将系统在滑模面上渐近稳定的时滞相关稳定性条件转换为线性矩阵不等式(LMI)的求解问题。由于证明中引入了松弛矩阵变量, 因而所得结果具有较小的保守性。进而采用变速趋近率方法得到滑模变结构控制律。最后, 对具有时变时延的小车—拖车自动倒车系统, 运用T-S模糊模型建模, 实现了小车—拖车系统的自动倒车控制。仿真结果验证了控制器的有效性。     

不确定Duffing混沌系统的同步控制

在模糊滑模变结构控制基础上,研究具有不确定性Duffing混沌系统的同步控制问题。选择合适的滑模面,基于Lyapunov稳定性理论设计模糊滑模变结构控制器及自适应更新规则,从理论上证明控制系统的稳定性。由于控制器的设计是基于自适应模糊滑模变结构控制的,与常规方法相比,控制器滑动模态不受干扰的影响,有较好的鲁棒性和快速跟踪能力。通过数值仿真实验验证了该系统的有效性。     

变速风力发电机组的自适应滑模变桨距控制

在风力发电系统稳定性优化控制的研究中,针对不确定性的变速风力发电机组的变桨距控制方式系统稳定性差的问题,提出了一种自适应全局快速Terminal滑模控制方法.建立变桨距风力发电机组动力学模型,针对模型中的未知环节,设计了自适应模糊逼近系统.采用由Terminal滑动模态和线性滑动模态组成的滑模模态,采用了自适应Terminal滑模变桨距控制器.根据Lyapunov稳定性理论证明了系统稳定性,并给出了具体的自适应律和不确定项边界的估计算法.对自然风下的机组变桨距控制情况进行了仿真,结果表明系统稳定且输出功率平稳.     

不确定Willis脑动脉瘤系统的自适应模糊滑模控制

研究了具有不确定项的非线性Willis环上脑动脉瘤系统的混沌控制和同步问题,提出了一种自适应模糊滑模变结构控制方法,设计了模糊滑模变结构控制器及自适应控制律,并从理论上证明了控制系统的稳定性。在该控制器的作用下,受控Willis脑动脉瘤系统能够达到任意目标轨道,且不受不确定性的影响,具有很强的鲁棒性。定值跟踪和同步控制的仿真结果表明了控制器的有效性。     

一类不确定中立时变时滞系统的自适应全局滑模控制

针对一类含有时变状态时滞和中立时滞的不确定性系统,提出一种新型滑模变结构控制方法.首先,基于全程滑模的思想,设计带有中立时滞项的积分型滑模面以消除趋近模态;然后,充分利用时滞下界的信息选取Lyapunov函数,采用线性矩阵不等式(linear matrix inequality-LMI)方法给出并证明滑动模态稳定的充分条件,降低时滞保守性;再次,与自适应结合设计滑模控制器,采用饱和函数代替符号函数,削弱系统抖振;最后,针对数值算例进行仿真研究,结果表明所提出的控制方法有效可行.     

一类不确定混沌系统的模糊滑模控制与同步

针对一类具有不确定项的二阶连续时间混沌系统的定值跟踪控制和自混沌同步及异结构混沌同步问题,提出了一种模糊滑模变结构控制方法,设计了模糊滑模变结构控制器,并从理论上证明了控制系统的稳定性.在该控制器的作用下,可以实现两个相同或不同结构的混沌系统的控制与同步,且不受不确定性的影响,具有很强的鲁棒性.定值跟踪和同步控制的仿真结果表明,该控制器是有效的.     

基于模糊PID-Smith 控制策略的变频恒压供水系统的设计

针对恒压供水系统普遍存在的惯性大、非线性、随机性及纯滞后性的特点,设计了一种基于模糊PID-Smith控制策略的变频恒压供水系统.硬件部分介绍了系统的结构及组成,软件设计部分首先构建系统数学模型,研究了PID模糊控制与Smith预估控制理论.最终把PID模糊控制器与Smith预估器结合起来用于对系统的控制,并用Matlab将各种控制算法进行了仿真.结果表明:模糊PID-Smith控制器能够使系统的动态、稳态性能最优化,在时滞过程的控制系统中具有一定的应用前景.     

基于Smith预估计器的变论域模糊控制

对于缺乏精确模型的过程或参数时变的滞后过程,传统Smith预估计器难以达到满意的控制效果。变论域模糊控制能够对一些非线性的、无对象模型的系统进行控制,并基本消除了系统的静态误差,但在对迟延时间较大的系统进行控制时容易产生震荡。针对具有较大纯迟延时间的系统,该文提出了基于Smith预估计器的变论域模糊控制方案。该方案将Smith预估计器和变论域模糊控制方式相结合,较好地克服了常规变论域模糊控制和传统Smith预估计控制所存在的主要问题。通过仿真实验分析,证明了该控制方案的有效性。     

一类不确定非线性时滞系统的鲁棒H∞控制

针对一类状态和状态时滞具有不确定性的时滞系统,研究了该系统基于T-S模糊模型的鲁棒H∞控制器的设计问题。采用线性矩阵不等式LMI的方法,设计一个包含状态变量导数的模糊控制器,得到了系统鲁棒镇定且满足H∞性能指标的充分条件,此充分条件等价于一类线性矩阵不等式的可解性,通过仿真说明了控制器的有效性。     

非线性模糊时滞系统鲁棒自适应控制

研究一类基于模糊T-S模型的非线性时滞系统鲁棒镇定问题．基于记忆型状态反馈策略，首先给出由T-S模糊模型描述的非线性时滞系统在时滞精确已知情况下的鲁棒镇定准则；然后给出非线性时滞系统在时滞未知情况下的鲁棒自适应控制策略．所设计的控制器可确保闭环系统渐近稳定，且具有良好的可操作性．最后通过仿真实例证明了该方法的正确性和有效性．     

一类不确定时滞模糊系统的鲁棒H∞控制

对于一类不确定非线性时滞系统,研究使系统二次稳定的状态反馈控制方法。利用T—S模糊模型对时变时滞不确定非线性系统进行建模,采取分段光滑（PSQ）的Lyapunov函数和线性矩阵不等式方法给出使系统二次稳定的模糊状态反馈控制器存在的充分条件,避免并行补偿法中求解公共矩阵P的困难。仿真试验证明,通过该方法设计的控制器具有良好的鲁棒性,控制效果良好。     

离散多步时滞系统的容错控制研究

针对离散多步时滞系统,基于Lyapunov稳定性理论,采用具有状态反馈及时滞状态反馈的控制律,推出了当执行器或传感器发生失效故障时闭环系统仍能保持渐近稳定需满足的充分条件;并利用LMI给出了不依赖时滞的线性离散多步时滞系统的容错控制器的通用求解方法;讨论了该方法对具有不同时滞步数离散多步时滞系统容错的普适性。以执行器失效故障为例,仿真结果证明了该方法的有效性。     

线性连续时滞系统最优预见重复控制

针对一类线性连续时滞系统,提出一种最优预见重复控制设计方法.首先,通过一种等价变换,将被控时滞系统转化为无时滞系统.然后,利用L阶差分算子提升技巧,获得包含状态变量导数和跟踪误差的增广连续系统.在此基础上,通过定义一种新的性能指标,将预见重复控制设计问题转化为连续非自治系统的线性二次调节问题.进一步,基于最优控制理论,得到包含状态反馈、误差积分、重复控制、时滞补偿和预见补偿的最优预见重复控制器.该控制器包含了已有文献的多种控制器形式.最后,通过一个数值仿真实例,说明所提方法的有效性.     

具有时延的网络控制系统控制器设计

针对一类存在随机时延的网络控制系统,传感器采用时间驱动,控制器和执行器采用事件驱动,提出了一种新的具有随机时延的网络控制系统的建模方法-离散模糊T-S模型,在此模型的基础上应用并行分布补偿（PDC）原理设计了模糊控制器。应用Lyapunov定理和线性矩阵不等式（LMI）方法,研究了系统的稳定性问题,给出基于LMI的状态反馈模糊控制器的设计方法。通过仿真实例验证控制方法能够保证系统稳定。     

基于T-S模型的体操机器人系统模糊变结构控制

针对体操机器人（Acrobot）这类非线性系统，给出一种基于T—S模型的模糊变结构控制律设计．首先采用T—S模型建模,得到Acrobot的全局模糊模型;然后基于Lyapunov理论设计出保证Acrobot全局渐近稳定的模糊变结构平衡控制器．仿真结果表明，所设计的模糊变结构控制器与普通变结构控制器相比．可使Acrobot系统在垂直向上平衡点附近具有更大的吸引域和更强的鲁棒性．     

一类新的Takagi-Sugeno模糊时滞系统的稳定性准则

本文提出一种新的时滞划分方法—变时滞划分法,以解决连续延时Takagi-Sugeno模糊系统的稳定性和镇定性问题.不同于已有的文献,用可变参数将时变时滞区间[0,d(t)]划分为若干个可变子区间,并得出模糊时滞系统的新的时滞相关稳定性准则.本文提出的新方法能充分利用时滞子区间的内部信息,因此新的时滞相关稳定性准则比以往结果具有更小的保守性.基于Lyapunov稳定性理论,以线性矩阵不等式形式给出T--S模糊系统的新的时滞相关稳定性准则,并将稳定性和镇定性研究结果扩展到具有不确定参数的T--S模糊系统.仿真实例证明了本文方法降低保守性的有效性.