基於時滯的離散終端滑模控制系統研究

《基於時滯的離散終端滑模控制系統研究》是依託東南大學，由閻妍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於時滯的離散終端滑模控制系統研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：閻妍
• 依託單位：東南大學

中文摘要

離散與時滯是控制工程經常面臨的問題，離散時滯系統的控制是有著重要意義的難點課題。以終端滑模控制為代表的滑模變結構控制方法大量存在於現實系統的控制套用中，其對離散時滯系統的控制研究還存在諸多尚待解決的問題。針對許多實際控制系統具有離散時滯這一事實，本項目就離散終端滑模控制系統開展工作，並進一步研究基於時滯的離散終端滑模控制系統。具體地：1) 利用離散系統分析理論和疊代法研究離散化的終端滑模控制系統的動態行為特性、穩定性及魯棒性；2) 研究離散化對時滯終端滑模控制系統的影響，建立採樣時間、時滯參數及控制器參數的關係使閉環系統達到預期的性能指標；3) 研究離散時滯系統的終端滑模觀測器及控制器設計問題。項目的最終目標是通過探索離散時滯系統的終端滑模控制來實現終端滑模控制方法在離散時滯多智慧型體系統等網路控制系統中的套用，體現本項目的實際價值。

結題摘要

本項目的研究背景是網路控制下的滑模控制方法及套用。研究內容如下：變結構滑模控制算法在時間離散、量化等作用下的控制系統中的套用問題。研究了用歐拉法對二階滑模控制系統的離散化。研究結果表明對於離散時間、初始條件和允許值參數設定的所有值，系統軌跡總是有界的。研究結果也證明了在不確定性干擾條件下，系統軌跡也是有界的。此外，系統穩定軌跡的周期性行為也進行了討論和探索。 負責人還研究了在輸入和狀態量化作用下的自主水下航行器的軌跡跟蹤控制律。提出了一種滑模控制方法。通過將量化誤差的界限引入滑模控制器的切換項來實現對量化誤差的克服。同時提出有限時間干擾觀測器來觀測未知的時變擾動。穩定性分析表明設計的跟蹤控制器可以使得水下航行器能夠很好的跟蹤參考軌跡。 項目組研究了在通信故障和不確定擾動情況下的多水下航行器的編隊控制方法。首先制定了將水下航行器模型視為連線埠控制的哈密頓模型，並引入基於彈簧阻尼系統編隊控制。接下來，具有不確定相對信息的多水下航行器的動力學被重新表示成魯里葉系統的網路。另外外部系統給予智慧型體的不去定擾動被引入系統中加以考慮，應對以上不確定性都可以引入到魯里葉系統中。在每種情況下，編隊控制方法都是從解決線性矩陣不等式得出的。 項目組還研究了隨機系統的固定時間穩定性問題，該問題困難性在於隨機性存。項目組研究了由Itˆo 型隨機微分方程描述的隨機非線性的固定時間穩定性。項目組提出了機率固定時間穩定的新概念，並給出了詳細的定義。另外，提出了新的定理以及相應的推理來證明機率固定時間穩定性問題。