切換系統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)控制若干問題的研究.pdf

1、切換系統(tǒng)是一類重要的混雜系統(tǒng)，它有著廣泛的實際背景，由于在對系統(tǒng)建模以及在系統(tǒng)運行過程中，總會存在未知因素，因此對不確定切換系統(tǒng)的研究具有重要的實際價值和理論意義。同時，變結(jié)構(gòu)控制作為一種消除系統(tǒng)不確定性影響的有效方法，已被廣泛應用。但對于切換系統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)控制，由于具有切換律、滑模面和控制器三重設計任務，設計過程十分復雜，目前還幾乎沒有結(jié)果被報道。本文研究了不確定切換系統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)控制問題。主要工作包括：
　　 研究了兩類不確定切

2、換系統(tǒng)的魯棒H∞滑模變結(jié)構(gòu)控制問題。首先針對一類不確定切換系統(tǒng)，以線性矩陣不等式(LMIs)的形式給出了單H∞滑模面存在的充分條件，設計狀態(tài)依賴型切換律，設計變結(jié)構(gòu)控制器以保證切換系統(tǒng)的魯棒H∞控制問題可解。其次，針對另外一類不確定切換系統(tǒng)，以Riccati矩陣不等式的形式給出單H∞滑模面存在的充分條件，設計滯后切換律，保證了切換系統(tǒng)在滑模面上是可穩(wěn)的并且具有H∞干擾抑制水平γ。
　　 針對在實際工程中系統(tǒng)的狀態(tài)通常不可測的情況

3、，研究了一類不確定切換系統(tǒng)的輸出反饋滑模變結(jié)構(gòu)控制問題。設計出依賴于系統(tǒng)輸出的共同滑模面，使得系統(tǒng)在滑模面上是任意切換穩(wěn)定的并且對匹配和非匹配不確定性都具有不變性。分別設計出靜態(tài)和動態(tài)輸出反饋變結(jié)構(gòu)控制器，保證切換系統(tǒng)的狀態(tài)能夠在有限時間內(nèi)到達共同滑模面。
　　 研究了一類不確定切換系統(tǒng)基于降階觀測器的輸出反饋滑模變結(jié)構(gòu)控制問題。通過求解帶約束的LMIs，設計出依賴于系統(tǒng)輸出的單滑模面。設計降階觀測器去估計切換面上系統(tǒng)的狀態(tài)，并

4、基于此降階觀測器，設計滯后切換律，保證系統(tǒng)在滑模上是可穩(wěn)的。
　　 討論了一類帶有常時滯的不確定切換系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制問題。構(gòu)造單滑模面，使得該不確定切換時滯系統(tǒng)在滑模面上是可穩(wěn)的。對于時滯已知的情況，設計依賴于當前狀態(tài)和時滯狀態(tài)的滯后切換律和變結(jié)構(gòu)控制器以確保閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；針對時滯未知的情況，設計僅僅依賴于當前狀態(tài)的滯后切換律和變結(jié)構(gòu)控制器，同樣保證了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　 考慮了一類不確定切換時滯系統(tǒng)的魯棒自

5、適應變結(jié)構(gòu)控制問題。首次基于多Lyapunov函數(shù)方法，設計滯后切換律。當系統(tǒng)的非線性不確定性的上界已知時設計變結(jié)構(gòu)控制器以保證切換系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當系統(tǒng)的非線性不確定性的上界未知時，引入自適應參數(shù)估計方法，設計自適應變結(jié)構(gòu)控制器同樣保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　 基于駐留時間方法，討論了一類同時包含穩(wěn)定和不穩(wěn)定的子系統(tǒng)的不確定非線性級聯(lián)切換系統(tǒng)的積分滑模變結(jié)構(gòu)控制問題。設計非線性積分滑模面，使得滑模對于滿足一定駐留時間條件的任意切換