一种模糊滑模变结构控制方案及其在混沌系统控制中的应用

采用模糊动态模型逼近非线性系统，将非线性 系统模糊化为局部线性模型．用Lyapunov稳定性理论设计出确保模糊动态模型全局渐近稳 定的变结构控制器．应用到两类混沌系统的稳定控制中，验证了方案的有效性．模糊控制器 简单，规则少．     

基于T-S模型的Chua混沌系统模糊变结构控制

针对Chua混沌系统这一复杂的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模糊动态模型描述非线性系统,得到混沌系统的全局模糊模型;然后采用Lyapunov稳定性理论设计出确保模糊动态模型全局渐近稳定的变结构控制器,将模糊控制与成熟的线性变结构控制相结合,来解决非线性系统控制问题。仿真验证了方案的有效性。模糊控制器简单,规则少。     

一类非线性系统的模糊变结构控制

研究了一类非线性系统的模糊变结构控制问题，并给出了稳定性证明。通过将非线性系统化为多个精确T—S模型来建立非线性系统精确的T—S模糊模型，将模糊理论与成熟的线性变结构控制理论相结合设计一种模糊变结构控制器，用Lyapunov稳定性理论证明该控制器能确保模糊动态模型全局渐近稳定，从而使非线性系统稳定。仿真结果表明了该设计方法的有效性。     

基于T-S模型的非线性系统的最终滑动模态控制

采用T_S模糊动态模型逼近非线性系统, 将非线性系统模糊化为局部线性模型. 用Lyapunov稳定性理论设计出确保T-S模型全局渐近稳定的变结构控制器. 采用单位向量控制形式的最终滑动模态控制器, 对满足匹配条件和不满足匹配条件的不确定性均适用. 以倒立摆为模型的仿真实验, 验证了方案的有效性.     

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.     

使用鲁棒控制器稳定模糊系统模型

将非线性系统用T-S模糊动态模型描述,并将全局模糊系统模型表示成不确定系统形式采用新的鲁棒控制器设计方法,设计出使全局模糊系统模型渐近稳定的线性控制器避免了并行分配补偿法中求解公共矩阵P的困难.一级倒立摆的模糊控制器设计实例,证明了方案的简洁有效.     

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．     

一个新混沌系统的自适应模糊同步

本文基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型,研究了混沌系统的自适应同步。基于T-S模糊模型重构了混沌系统,推导了在衰减率α下,自适应同步全局渐近稳定的充分条件;同时,在驱动系统参数未知的情况下,使用自适应参数调节律,得到响应系统参数的估计值。设计的模糊控制器均由线性函数构成,结构简单,规则少,有利于实际应用中构造控制器。数值仿真结果验证了方法的有效性。     

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。     

参数不确定离散混沌系统的模糊脉冲控制

研究了参数不确定离散混沌系统的控制问题.通过Takagi-Sugeno(TS)模糊动态模型和脉冲控制技术,建立了参数不确定离散混沌系统的Takagi-Sugeno模糊脉冲控制模型,然后利用矩阵分析和Lyapunov稳定性理论,得到了参数不确定离散混沌系统控制的一个充分条件,最后通过实例证实了该结果的正确性,相比传统的控制方法,基于Takagi-Sugeno模型的模糊脉冲控制方法具有一定的优越性.     

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。     

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。     

Hybrid state-space fuzzy model-based controller with dual-ratesampling for digital control of chaotic systems

We develop a hybrid state-space fuzzy model-based controller with dual-rate sampling for digital control of chaotic systems. A Takagi-Sugeno (TS) fuzzy model is used to model the chaotic dynamic system and the extended parallel-distributed compensation technique is proposed and formulated for designing the fuzzy model-based controller under stability conditions. The optimal regional-pole assignment technique is also adopted in the design of the local feedback controllers for the multiple TS linear state-space models. The proposed design procedure is as follows: an equivalent fast-rate discrete-time state-space model of the continuous-time system is first constructed by using fuzzy inference systems. To obtain the continuous-time optimal state-feedback gains, the constructed discrete-time fuzzy system is then converted into a continuous-time system. The developed optimal continuous-time control law is finally converted into an equivalent slow-rate digital control law using the proposed intelligent digital redesign method. The main contribution of the paper is the development of a systematic and effective framework for fuzzy model-based controller design with dual-rate sampling for digital control of complex such as chaotic systems. The effectiveness and the feasibility of the proposed controller design method is demonstrated through numerical simulations on the chaotic Chua circuit     

变速变桨风力机组控制策略研究

为提高风力机发电系统的风能利用效率、改善输出电能质量,针对变速变桨风力发电机组的控制问题,以混杂系统理论为核心,建立了应用于变速变桨风力机组的混杂自动机控制结构。同时,结合模糊控制理论,给出控制器的算法。通过对该控制结构和控制算法的仿真表明,与常规的控制方法相比,采用混杂自动机控制结构和控制算法控制变速变桨风力机组,既提高了风能的利用效率,又很好地改善了风力机输出电能质量,实际控制效果良好。     

混沌范德玻—杜芬系统的T—S模糊控制

针对混沌ADVP（范德玻—杜芬）系统,进行了T-S模糊建模和模糊控制器设计,实现了系统的稳定。在用T-S模糊模型精确重构系统结构的基础上,利用反馈同步思想和极点配置方法,基于并行分布补偿（PDC）技术,进行了控制器设计。整个设计过程只需在模糊模型基础上作极点配置,简化了计算,得到了简单且易实现的控制器。仿真表明,受控系统能够快速达到收敛,验证了方法的有效性。     

具有控制约束的分数阶混沌系统柔性同步控制

研究具有控制约束的两个相同分数阶混沌系统的同步问题.首先,在不消除非线性项的情况下,基于比例控制与自适应控制理论,设计线性自适应切换控制器,实现分数阶混沌系统的同步;其次,考虑到控制器存在约束,利用能够提供无限子控制器的柔性变结构控制策略对线性控制器进行改进,设计柔性变结构控制器,以应对控制的约束,并对线性控制器进行优化;同时,基于分数阶系统Mittag-Leffler稳定判定定理对误差系统的稳定性进行证明.在兼顾系统稳定性与鲁棒性的情况下,可以缩短系统的调整时间,并有效抑制抖振.最后,利用所设计的自适应柔性控制器实现分数阶Chen系统的混沌同步,并通过仿真对比两控制器控制效果,从而验证柔性变结构方法在具有约束的分数阶混沌系统同步控制中的优越性.