广义系统的最优滑模控制

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1、广义系统的最优滑模控制摘要最优控制理论是现代控制理论的一个重要组成部分，其理论成熟、设计灵活，且具有较有成效的工程应用。最优控制理论在不断完善和充实过程中，又产生了许多需要解决的理论和实际问题。滑模控制作为镇定系统的一种非常有效的方法也受}0广泛关注。该控制的实质是一类特殊的非线性控制，其非线性表现为控制的不连续性。滑模控制的最大特点是滑动模态对系统内部参数的摄动和外部的干扰具有完全不变性，可以用简单的控制律来协调动态和稳态之间的矛盾。但是滑模控制往往在系统控制输出中出现抖动，这在一定程度上限制了滑模控制的应用。最优控制和滑模控制各有优缺点，二者的优点进行结合是非常必要的．也是

2、可能的。将最优控制理论与滑模控制理论相结合的研宄成果体现在滑动模态的优化方面。本文主要研究广义系统的最优滑模控制，针对几类不同类型的广义系统，给出最优滑模控制的设计方法。本文的主要内容包括：第1章，对最优控制和滑模控制以及最忧滑模控制的研究现状和发展趋势进行介绍，总结了广义系统的最优控制和滑模控制的设计方法．给出了本文的主要研究内容。第2章，研究了一类线性连续广义系统的最优滑模控制问题。首先．利用受限系统等价分解方法，把广义系统分解成两个低维的子系统。其次，基于上述分解形式，结合二次型性能指标最优控％0方法．给出了线性连续广义系统最优滑模的综合设计方法。再次，通过引入趋近律方法

3、设计了控制律，有效地削弱了系统的抖振．保证了系统在有限时间内进入切换流形并渐近趋向原点。最后．给出的仿真实例说明了该方法的可行性与有效性。第3章，针对离散广义系统，设计了最优靖模面和离散变结构控制律。首先，基于离散广义系统的受限等价分解子系统，结合二次型性能指标最忧控制方法，给出了线性离散广义系统最优滑模的综合设计方法。其次．通过引入指数趋近律设计了变结构控制律，有效地削弱了系统的抖振，保证了系统在有限时间内进入切换流形并渐近趋向原点。最后，给出的仿真实例说明了该方法的可行性与有敷性。第4章，研究了一类同时含有状态和输入时滞的广义系统的变结构控制综合问题。为了简化变结构控制的设

4、计，首先通过线性变换将含时滞的广义系统化为无时滞系统。其次，利用受限系统等价分解方法，把无时滞系统分解成两个低维的子系统。再次，基于上述分解形式．结合二次型性能指标最优控制方法．给出无时滞广义系统最优滑模的综台设计方法，引入趋近律方法设计控％4律，有效的削弱了抖振．并保证系统在有限时间内进入切换流形并渐近趋向原点。最后提出并证明了原系统渐近稳定的充分条件。仿真实例说明了该方法的可行性与有效第5章，总结论文的主要工作，并指出今后的研宄方向。关键词：广义系统；时滞系统；最优控制；滑模控制；趋近律rR景缝的域优缉模控制OptimalSlidingModeControlforSingu

5、larSystemAbstractTheoptimalcontroltheorywhichhasmaturationaltheoryanddesignflexibilityisartimportantbranchofmodemcontroltheory．TheoptimalcontroltheoryalsohastheeffectiveengineeringapplicationTherearcmanytheoriesandpracticalproblemstobesolvedaftertheoptimalcontroltheorybeingperfectedandsubsta

6、ntiatedSlidingmodecontrol(SMC)asalleffectivemethodofstabilizationforcontrolsystemsiswidelyeon∞medatpresentTheessenceofSMCisakindofspecialnon—ltheadtycontrolandtheperformanceisdiscontinuityofthecontrolThegreatestthamreofSMCisinsensitivitytointernalparameterperturbationandextemaIdisturbanceand

7、csalharmonizethecontradictionbetweensteadystateanddynamicperformanceby印Ⅲ，面gthesimplecontrollaw．ButthedisadvantageofSMCisthatthecontroloulputhasjitter,whichlimitsitsapplicationtosomeextentTheoptimalcontrolandSMChavetheirownmeritsanddemeritssothecomb