基于滑模控制的不确定中立型系统有限时间稳定

针对一类不确定中立型时滞系统,利用滑模控制理论研究其有限时间稳定问题。首先构造了适当的滑模面及状态反馈控制器,使得系统的状态轨线能够在有限时间内到达滑模面并维持滑动模态。然后利用李雅普诺夫稳定性理论和不等式放缩技巧,研究了闭环系统状态在滑动模态段的有限时间稳定问题,得到了该系统是有限时间稳定的充分条件,该条件以线性矩阵不等式的形式给出,易于求解。最后通过一个数值仿真算例,验证了所得结论的有效性。     

利用滑模变结构控制的混沌同步控制

利用滑动模态控制研究了含有不确定性的混沌系统的同步控制问题。用极点配置和LMI方法设计的切换函数保证了带有非线性项的滑动模态混沌同步,用指数滑模到达条件给出了鲁棒混沌同步控制器设计。由于控制器的设计是基于滑动模态的不变性和线性矩阵不等式方法给出的,与常规方法相比较,给出的控制器滑动模态不受干扰的影响,系统有很好的鲁棒性和快速跟踪能力;切换函数的参数可用线性矩阵不等式求解得出,计算方便,所得结果保守性小。最后以Chen系统为例,进行了混沌同步仿真,仿真结果表明所给出的方法是有效的。     

滑模控制一类非线性分布式时滞系统

针对一类状态不可测的非线性不确定分布式时滞系统, 给出了系统滑动模态鲁棒渐近稳定的充分条件. 设计了一类滑模观测器, 同时采用线性矩阵不等式的处理方法给出了该观测器存在的充分条件. 再应用滑模控制的趋近率方法和基于观测器所得到的估计状态, 综合了一类滑模控制器. 该控制器同时保证了估计状态下的滑模面和估计误差状态下的滑模面的渐近可达性.     

一类带有变时滞的广义切换系统的滑模控制

研究一类具有非匹配不确定性和变时滞的广义切换系统的滑模控制问题.首先,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术,针对每个子系统设计对应的积分型滑模面,给出了每个滑动模态方程鲁棒渐近稳定的充分条件;然后,设计了滑模控制器及切换规则,使得闭环系统的状态能够到达滑模面上,产生滑动模态;最后以仿真实例说明了所提出方法的有效性.     

不确定线性2-D 离散系统的鲁棒滑模控制

针对不确定线性离散二维（2-D）系统,研究了其鲁棒稳定性、鲁棒镇定和鲁棒滑模控制问题.基于线性矩阵不等式的方法推导了该系统鲁棒渐近稳定的充分条件,并给出了系统状态反馈镇定器和理想滑动模态存在的充分条件.改进了离散时间滑模控制系统的趋近律方法,使得状态能够到达滑模面上产生理想的滑动模态,并将其推广应用到2-D离散系统中,综合了一类滑模控制器保证闭环系统鲁棒渐近稳定.仿真实例证实了该设计方法的有效性.     

具连续分布时滞的抛物型系统的变结构控制

基于比较原理,利用推广的向量Hanalay微分不等式,Dini导数,结合Green公式及不等式分析技术,研究一类具分布时滞的抛物型控制系统的变结构控制问题．首先对所导出的滑动模运动方程,在仅要求系数矩阵是个M-矩阵的条件下,获得了滑动模运动方程全局指数稳定性的充分条件,建立了滑动模运动方程全局指数稳定性定理．其次,设计了仅由状态函数描述的变结构控制器,给出了运动轨线到达滑动模态区的时间的估计．     

一类具有连续分布时滞的抛物型系统的无记忆滑模控制器设计

研究了一类具有连续分布时滞的抛物型系统的滑模控制问题.首先,通过构造辅助函数与使用矩阵范数不等式设计了无记忆功能的滑模控制器;其次,给出了滑模运动方程指数渐近稳定的充分条件;最后给出了从任意初始位置出发的轨线到达滑动模态区的时间估计.仿真结果说明了本文方法的有效性.     

Delta 算子不确定系统的滑模变结构控制

研究算子系统滑模变结构控制的综合问题.首先,利用线性矩阵不等式方法给出了切换面存在的充分条件,分析了算子变结构控制系统的到达条件,将连续系统和离散系统统一到算子系统.基于指数趋近律,给出滑模变结构控制一般方法.其次,给出一类算子不确定系统的滑模控制器设计,分析了准滑动模态的渐近稳定性,使得系统具有良好的动态性能.最后,用一个仿真实例说明在采样周期取值非常小的前提下,该方法设计的滑模变结构控制仍具有可行性和有效性.     

不确定时变时滞系统的自适应全局鲁棒滑模控制

针对一类存在时变状态时滞的不确定性系统, 基于全程滑模的思想, 引入一种带状态时滞项的积分型滑模面, 以消除趋近模态, 实现全程滑模控制; 基于一种新颖的自由权矩阵时滞转换模型, 采用线性矩阵不等式(LMI) 的方法给出并证明了滑动模态稳定的充分条件, 降低了保守性; 结合自适应控制思想设计出自适应滑模控制器, 克服了不确定性以及时变的时滞影响.

     

基于观测器的滑模控制非线性中立型时滞系统

针对一类状态不可测的非线性不确定中立型时滞系统,基于滑模控制理论,采用线性矩阵不等式的处理方法,提出了滑动模态鲁棒渐近稳定时滞相关的充分条件,设计了一类滑模观测器,同时给出了该观测器存在的充分条件;然后应用滑模控制的趋近率方法和基于观测器所得到的系统估计状态,综合了一类滑模控制器,该控制器同时保证了估计状态下滑模面和估计误差状态下滑模面的渐近可达性;最后通过数值实例证明了该控制方案的可行性.     

具有分布时滞不确定中立型系统的滑模控制

针对一类含有分布时滞和不满足匹配条件的不确定中立型系统,通过利用Lya-punov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法进行了滑模控制研究。首先,选取了依赖于当前状态和状态时滞的滑模面;设计了包含等效控制和非线性切换控制的滑模控制器使得系统满足滑模到达条件,即确保了系统在有限时间内到达滑模面。通过构造适当的Lyapunov函数,利用积分不等式技术,给出了闭环系统渐近稳定的充分条件。该充分条件通过采用虚拟反馈控制思想,结合状态反馈的极点配置方法,转换为线性矩阵不等式的形式,可通过Matlab中的LMI工具箱进行方便的求解。具体算例说明此方法的有效性。     

变时滞分布参数系统的全局指数稳定性

基于比较原理,利用推广的向量Hanalay微分不等式,Dini导数,结合Green公式及不等式分析技术,研究几类变时滞分布参数控制系统所导出的滑动模运动方程的全局指数稳定性问题,在仅要求系数矩阵是个M-矩阵的条件下,获得了几类滑动模运动方程全局指数稳定性的充分条件,建立了滑动模运动方程全局指数稳定性定理.推广和改进了前人的结论.并为研究时滞分布参数系统的变结构控制问题奠定了基础.     

Adaptive robust control and admittance control for contact-driven robotic surface conditioning

This work presents a hybrid position/force control of robots for surface contact conditioning tasks such as polishing, profiling, deburring, etc. The robot force control is designed using sliding mode ideas to benefit from robustness. On the one hand, a set of equality constraints are defined to attain the desired tool pressure on the surface, as well as to keep the tool orientation perpendicular to the surface. On the other hand, inequality constraints are defined to adapt the tool position to unmodeled features present in the surface, e.g., a protruding window frame. Conventional and non-conventional sliding mode controls are used to fulfill the equality and inequality constraints, respectively. Furthermore, in order to deal with sudden changes of the material stiffness, which are forwarded to the robot tool and can produce instability and bad performance, adaptive switching gain laws are considered not only for the conventional sliding mode control but also for the non-conventional sliding mode control. A lower priority tracking controller is also defined to follow the desired reference trajectory on the target surface. Moreover, the classical admittance control typically used in force control tasks is adapted for the proposed surface contact application in order to experimentally compare the performance of both control approaches. The effectiveness of the proposed method is substantiated by experimental results using a redundant 7R manipulator, whereas its advantages over the classical admittance control approach are experimentally shown.     

一类由偏微分方程描述时滞随机系统的变结构控制

研究了一类由偏微分方程描述的Ito型时变时滞随机系统的变结构控制问题．首先构造了系统的滑动流形，设计了变结构控制律；然后证明T系统的滑动模具有次可达性，并且利用Halanay不等式的方法给出了系统滑动模运动为均方稳定运动的一个充分条件．     

基于鲁棒观测器的非线性系统滑模控制

针对一类非线性不确定时滞系统,分别考虑了观测器的设计和控制器的设计问题.首先,基于扩张状态方程,设计鲁棒观测器;其次,基于观测器估计的状态值,融合H∞控制技术,设计了滑模控制器,并且将滑模控制器增益系数的计算问题转化为线性矩阵不等式的求解问题,而且所设计的滑模控制器不要求系统不确定项满足匹配条件,使得控制器具有广泛的使用范围;最后,给出数值算例,将设计的观测器和控制器应用算例中,仿真表明该方法的有效性.     

基于主动滑模控制实现一类含有非匹配不确定混沌系统的同步

讨论了一类非匹配不确定混沌系统的同步问题.基于主动控制思想,提出了一种主动滑模控制策略,使得从任意初始条件出发的不确定混沌系统在有限时间内到达滑模面.利用线性矩阵不等式(LMI)技术设计了一个鲁棒稳定的滑模面,以降低非匹配不确定对系统的影响.给出了线性矩阵不等式形式的稳定滑模面存在的充分条件.通过对Rssler系统的同步仿真,验证了该方法的可行性.     

A multitask sliding mode control for mismatched uncertain large-scale systems

A new sliding mode control (SMC) approach, output variables only, single phase only and chattering phenomenon free, is presented for a class of mismatched uncertain large-scale systems. For a new multitask SMC, it is not required that the system states are available. Moreover, the sliding function in this study just depends on output variables. Using an exponential type sliding surface, the system states are always in the sliding mode at the beginning time t = 0. Using a newly appropriate linear matrix inequality stability conditions by the Lyapunov method are derived such that each subsystem in the new sliding mode is completely invariant to matched uncertainties. As a result, robustness of the mismatched uncertain large-scale systems can be assured throughout an entire response of the system starting from the initial time t = 0. In every subsystem, a scheme of decentralised control using only output states is proposed. In addition, a continuous controller is finally designed for chattering removal. Finally, a numerical example is used to demonstrate the efficacy of the proposed method.