几类离散奇异不确定随机系统鲁棒滑模控制

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong561
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众所周知,与常规的系统建模方法相比,奇异系统可以描述系统更多的性能特征,引起了很多学者的广泛关注。一般而言,所研究的奇异系统不仅要求满足稳定性,而且要求同时满足正则性和因果性,因此相对于常规系统而言,探讨奇异系统的综合问题比较困难。滑模控制作为一种有效的鲁棒控制技术,对系统中的参数变化、外部干扰等有较强的鲁棒性,在许多的实际工程中得到了广泛的应用。此外,由于网络传输信息过程中出现的时间延迟、数据丢包等网络化诱导现象,通常会造成系统的控制性能变差。因此,研究如何降低这些不利因素对控制性能的影响并提出有效的控制方案具有重要的研究意义。本文将针对几类离散奇异不确定随机系统,提出一些新的鲁棒滑模控制策略。具体工作如下:1. 考虑不确定发生概率情形,研究一类时变时滞随机不确定性影响下的离散奇异系统鲁棒自适应滑模控制问题。首先,设计合适的滑模面函数,并得到相应的滑模动态系统。其次,基于自由加权矩阵的思想,通过引入新型的Lyapunov-Krasovskii泛函,得到保证滑模动态系统可容许性的充分判别条件。此外,构建鲁棒自适应滑模控制律,确保滑模面的可达性。接着,在上述研究的基础上,解决一类具有随机发生混合时滞的离散奇异系统鲁棒自适应滑模控制问题。其中,混合时滞由时变时滞和分布式传感器时滞组成。基于Lyapunov稳定性理论,给出新的鲁棒自适应滑模控制方法。最后,通过数值仿真验证所提控制方法的可行性。2. 针对一类具有数据丢包和时变时滞现象的离散奇异Markov跳变系统,基于时滞分割方法和滑模控制方法研究该类奇异系统的随机有限时有界问题。首先,引入一组服从Bernoulli分布的随机变量来描述数据丢包现象。根据随机丢包的概率信息以及补偿方案,构造合适的滑模面函数,并给出相应的滑模动态系统。接着,利用时滞分割方法,得到确保滑模动态系统随机有限时有界性的充分判别准则。再次,提出一种新型的滑模控制器,用于补偿数据丢包现象对系统性能的影响且保证系统的状态轨迹能够到达指定滑模面的一个邻域内。最后,仿真算例验证所提滑模控制策略的有效性。3. 针对状态转移概率部分已知的情形,研究一类具有随机发生执行器故障的离散奇异Markov跳变系统的随机有限时有界H_∞滑模控制问题。首先,引入一组服从Bernoulli分布的随机变量来描述随机发生执行器故障现象,并假设该现象的发生概率是不确定的。根据当前时刻的状态信息,构造出新型的滑模面函数。其次,结合Lyapunov稳定性理论以及不等式处理方法,建立保证滑模动态系统随机有限时有界且具有H_∞性能的充分条件。同时,设计出新颖的滑模控制器,用于补偿随机发生执行器故障对控制系统性能的影响并保证系统的状态轨迹能被驱逐到指定的滑模面上。最后,通过数值仿真验证给出的滑模控制策略的可行性。
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