不确定时滞切换系统的鲁棒滑模控制

该文研究了一类具有非匹配不确定性和非线性扰动的时滞切换系统的滑模控制问题.首先,针对每个子系统设计对应的时滞依赖滑模面,利用驻留时间方法,给出了由滑动模态方程组成的切换系统鲁棒渐近稳定的充分条件;然后设计了滑模控制器,使得闭环系统的状态能够到达滑模面上,产生滑动模态.最后,仿真实例说明所提出方法的有效性.     

一类带有变时滞的广义切换系统的滑模控制

研究一类具有非匹配不确定性和变时滞的广义切换系统的滑模控制问题.首先,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术,针对每个子系统设计对应的积分型滑模面,给出了每个滑动模态方程鲁棒渐近稳定的充分条件;然后,设计了滑模控制器及切换规则,使得闭环系统的状态能够到达滑模面上,产生滑动模态;最后以仿真实例说明了所提出方法的有效性.     

滑模控制一类非线性分布式时滞系统

针对一类状态不可测的非线性不确定分布式时滞系统, 给出了系统滑动模态鲁棒渐近稳定的充分条件. 设计了一类滑模观测器, 同时采用线性矩阵不等式的处理方法给出了该观测器存在的充分条件. 再应用滑模控制的趋近率方法和基于观测器所得到的估计状态, 综合了一类滑模控制器. 该控制器同时保证了估计状态下的滑模面和估计误差状态下的滑模面的渐近可达性.     

转动惯量存在不确定性的挠性航天器滑模姿态控制

在转动惯量存在不确定性时,采用滑动模态控制方法对挠性航天器设计了姿态镇定控制律.由于挠性模态是不可量测的,首先设计了部分状态观测器对挠性模态进行估计.进而结合滑模控制方法,提出了基于观测器的滑模姿态控制律.采用Lyapunov方法证明了在存在转动惯量不确定性时,所设计的滑模姿态控制律能使闭环航天器姿态系统稳定.最后,通过数值仿真例子验证了所提出方法的有效性.     

基于观测器的滑模控制非线性中立型时滞系统

针对一类状态不可测的非线性不确定中立型时滞系统,基于滑模控制理论,采用线性矩阵不等式的处理方法,提出了滑动模态鲁棒渐近稳定时滞相关的充分条件,设计了一类滑模观测器,同时给出了该观测器存在的充分条件;然后应用滑模控制的趋近率方法和基于观测器所得到的系统估计状态,综合了一类滑模控制器,该控制器同时保证了估计状态下滑模面和估计误差状态下滑模面的渐近可达性;最后通过数值实例证明了该控制方案的可行性.     

非匹配离散系统无抖振鲁棒准滑模控制

研究离散准滑动模态的鲁棒性恢复和抖振削弱问题。针对一类同时含有匹配建模误差和非匹配外界干扰不确定离散系统,设计一种基于解耦干扰补偿器的鲁棒准滑模控制方案。为保证系统的鲁棒性,针对非匹配外界干扰设计一种改进的解耦干扰补偿器,估计误差有界收敛。通过引入幂次函数设计鲁棒离散准滑模控制器,消除系统抖振,给出切换函数准滑模带,并证明了闭环系统离散准滑动模态的稳定可达性。最后通过仿真验证了所提出控制方案的有效性。     

不确定离散切换系统的滑模控制

研究一类不确定离散切换系统的鲁棒滑模控制问题.针对传统变结构控制应用于离散系统时易失去其鲁棒性的问题,提出一种采用带调整参数递归式滑模函数的离散滑模控制策略,改进了离散时间滑模控制系统的趋近律方法,并针对不确定因素的影响设计了无须知道扰动上界的估计器.应用Lyapunov函数给出了离散切换系统的滑动模态可达条件,并设计了离散切换规则.仿真结果表明了所提出设计方法的有效性.     

一类不确定线性切换系统的鲁棒H∞滑模控制

对一类含有非匹配不确定性且有外部干扰的线性切换系统,研究了H∞滑模变结构控制问题.利用LMI技术和单Lyapunov函数方法,设计单H∞滑模面,切换律以及子系统的变结构控制器,确保了切换系统的闭环系统为鲁棒稳定,且具有H∞扰动衰减度γ.系统状态到达滑模面后,该滑模面成为切换系统的全局鲁棒滑模面,可提高系统的暂态性能和鲁棒性.仿真例子说明所提出设计方法的有效性.     

严格反馈非线性系统的自适应神经网络输出反馈控制

基于非线性反馈函数,文章设计神经网络状态观测器,解决一类非线性系统的输出反馈控制问题.非线性反馈神经网络观测器在系统存在不确定性函数的情况下实时估计系统状态.利用所获得的状态信号,设计了自适应神经网络动态面控制器,同时保证了闭环系统的稳定性和所有信号的有界性.通过调节设计参数的取值能够达到期望的闭环跟踪性能.数值仿真表明,所设计的状态观测器不需要对原系统做状态变换,能够克服输出反馈滑模控制器带来的抖震问题.     

时滞系统的输出反馈滑模控制的一种奇异系统方法

利用一种奇异系统方法讨论了时滞系统的输出反馈滑模控制问题. 时滞系统的非线性项满足范数有界约束.首先,将滑动模态与线性切换面作为一个奇异时滞系统,基于奇异时滞系统的稳定性理论, 给出滑动模态稳定及切换面存在的线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)充分条件.然后,给出使得系统闭环渐近稳定的静态输出反馈滑模控制器的设计方法,此控制器保证闭环 系统有限时间到达切换面.最后,用数值算例验证本文方法的有效性和正确性.     

Finite-time output feedback control of uncertain switched systems via sliding mode design

The problem of sliding mode control (SMC) is investigated for a class of uncertain switched systems subject to unmeasurable state and assigned finite (possible short) time constraint. A key issue is how to ensure the finite-time boundedness (FTB) of system state during reaching phase and sliding motion phase. To this end, a state observer is constructed to estimate the unmeasured states. And then, a state estimate-based SMC law is designed such that the state trajectories can be driven onto the specified integral sliding surface during the assigned finite time interval. By means of partitioning strategy, the corresponding FTB over reaching phase and sliding motion phase are guaranteed and the sufficient conditions are derived via average dwell time technique. Finally, an illustrative example is given to illustrate the proposed method.     

New synthesis algorithm of static output feedback sliding mode control for a class of uncertain systems

Based on a kind of regular form,a Lyapunov matrix with special structure is presented to design the sliding surface matrix conveniently and then an effective algorithm is developed on it. A simple static output feedback sliding mode control law without extra dynamic equation is given, such that the predefined shding surface is reached in finite time for the general matching uncertainties. In the reported result, this extra dynamic equation is used for evaluating the norm bound of the unmeasured state vector. Finally, some examples are studied to illustrate the proposed approach.     

Terminal滑模自适应控制实现一类不确定混沌系统的同步

应用Terminal滑模控制技术和选择指数趋近律来综合滑模控制器,实现一类混沌系统的状态同步．在控制器中引入一类简单的自适应律,用以在线估计界参数．该设计方案消除了滑模控制的到达阶段,状态始终保持在滑模面上,并能在有限时间内趋近于原点．与一般滑模控制同步实现相比,具有更小的同步时间和鲁棒性．通过对Duffing—Holmes系统的同步仿真,验证了该方法的可行性．     

Robust passive control of uncertain switched time-delay systems: a sliding mode control design

In this paper, the problem of sliding mode control (SMC) with passivity for a class of uncertain switched time-delay systems is studied. By means of the multiple Lyapunov functions techniques, a delay-dependent sufficient condition for the existence of linear sliding surface of subsystem is deduced in which the solution to the switched sliding mode dynamics is robustly exponentially stable and passive under a state-based switching law. Moreover, the sliding mode controller is designed to drive the system trajectories onto the predefined sliding surface of subsystem in finite time. Finally, a numerical example is provided to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

一种提高RS422通信BIT可靠性的设计方法

电动静液作动器是飞机操纵系统的关键部件,要求有较好的速度平稳性。系统内存在泄漏非线性和摩擦非线性等影响速度平稳性的因素。滑模控制可以有效抑制系统内非线性因素的影响,但是由于抖振现象的存在限制了速度平稳性的进一步提升。针对固定切换增益的滑模控制方法的不足,提出一种基于变结构滤波器的自适应滑模控制方法。采用变结构滤波器估计系统状态信息,估计的系统状态信息用于构建滑模面,采用自适应切换增益来导出控制率,有效减小了抖振幅度。仿真结果证明了自适应滑模控制方法的有效性,采用这种方法提高了电动静液作动器的速度平稳性。     

对数型终端滑模在高阶SISO非线性系统的应用

以起重机升降系统位置控制为目标,针对起重机负载位置在有干扰条件下控制不精确的问题,采用对数型快速终端滑模来设计控制律.基于对数型快速终端滑模方法的良好特性,同时采用一种新的滑模面设计方法,将此对数型快速终端滑模方法引入到高阶单输入单输出非线性系统,并设计了一种新的滑模变结构控制律,使系统状态变量能以较快的速度在有限时间...     

Observer-based sliding mode control of Markov jump systems with random sensor delays and partly unknown transition rates

In this paper, the sliding mode control problem of Markov jump systems (MJSs) with unmeasured state, partly unknown transition rates and random sensor delays is probed. In the practical engineering control, the exact information of transition rates is hard to obtain and the measurement channel is supposed to subject to random sensor delay. Design a Luenberger observer to estimate the unmeasured system state, and an integral sliding mode surface is constructed to ensure the exponential stability of MJSs. A sliding mode controller based on estimator is proposed to drive the system state onto the sliding mode surface and render the sliding mode dynamics exponentially mean-square stable with H_∞ performance index. Finally, simulation results are provided to illustrate the effectiveness of the proposed results.     

基于切换滑模控制的抖振抑制方法

针对一类复合干扰有界的不确定仿射非线性系统,提出一种切换滑模控制方法.首先利用3条滑模面将系统扩展动态空间划分为3个子空间,其中两个子空间组成滑动区,通过设计合适的切换规则和滑模切换增益,可以使滑动区满足到达条件和滑动条件,同时能够减小控制律不连续出现的区域和增益大小.为了增加设计的灵活性,给出一种可行设计方法.仿真实验结果表明,切换滑模控制方法在抑制抖振的同时具有较高的控制精度.     

Global tracking sliding mode control for a class of nonlinear systems via variable gain observer

A novel output‐feedback sliding mode control strategy is proposed for a class of single‐input single‐output (SISO) uncertain time‐varying nonlinear systems for which a norm state estimator can be implemented. Such a class encompasses minimum‐phase systems with nonlinearities affinely norm bounded by unmeasured states with growth rate depending nonlinearly on the measured system output and on the internal states related with the zero‐dynamics. The sliding surface is generated by using the state of a high gain observer (HGO) whereas a peaking free control amplitude is obtained via a norm observer. In contrast to the existing semi‐global sliding mode control solutions available in the literature for the class of plants considered here, the proposed scheme is free of peaking and achieves global tracking with respect to a small residual set. The key idea is to design a time‐varying HGO gain implementable from measurable signals. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种解决输出超调问题的滑模流形新算法

为解决由极点配置方法构造的滑模切换面会引起系统输出超调这一问题,设计一种新型滑模控制器,并将其用于三容水箱的液位控制系统中.该控制器的设计包括两个相对独立的部分:滑模面的定义度切换控制律的设计.对滑模面的定义,首先解释了滑模面增益参数的选择与产生输出超调问题之间的关系,然后从积分饱和问题以及系统动态特性出发,给出了避免输出引发超调现象的解决方法;对切换控制律的设计,提出了一种新的控制律切换向量算法,该算法使得系统在避免产生强抖振的前提下快速收敛到滑模面.仿真实验表明提出方法能有效地避免输出超调,并且很好地抑制了抖振的发生,有较好的应用前景.