时滞系统的输出反馈滑模控制的一种奇异系统方法

利用一种奇异系统方法讨论了时滞系统的输出反馈滑模控制问题. 时滞系统的非线性项满足范数有界约束.首先,将滑动模态与线性切换面作为一个奇异时滞系统,基于奇异时滞系统的稳定性理论, 给出滑动模态稳定及切换面存在的线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)充分条件.然后,给出使得系统闭环渐近稳定的静态输出反馈滑模控制器的设计方法,此控制器保证闭环 系统有限时间到达切换面.最后,用数值算例验证本文方法的有效性和正确性.     

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.     

一类切换系统基于观测器的滑模降阶控制

针对一类状态不可测的切换系统, 研究了其基于观测器的滑模控制问题. 设计了一类降阶观测器, 并用观测到的状态设计了滑模面函数以及滑模控制器, 使得闭环系统的状态能够到达滑模面上, 产生滑动模态. 并应用Lyapunov函数的方法给出了切换系统的滑动模态可达条件以及确保闭环切换系统渐近稳定的离散切换律. 最后,数值仿真验证了本文所提方法的有效性.     

不确定离散时间系统的滑模可靠控制

存在状态时滞的不确定离散时间系统的的滑模可靠控制问题,其中,被控系统执行器可能发生部分故障.通过构造一种拟积分型切换面,可以保证系统状态轨迹从开始时刻就位于切换面上.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术给出了滑模动态系统渐近稳定的充分条件.而且,所设计的滑模控制律可以保证在执行器故障影响下的滑动模态仍然是可达的.数值仿真验证了本文设计方法的有效性.     

非匹配不确定和状态时滞扰动下的车道线保持

针对车道线保持控制中存在的不确定性扰动及时滞问题, 提出一种自校正滑模控制方法. 该方法利用线性矩阵不等式理论给出滑动模态存在的充分条件; 系统在滑动模态下对于存在的非匹配不确定性扰动以及状态时滞具有完全不变性. 接下来引入双极性sigmoid函数代替常规滑模控制中的符号函数并设计自校正律; 在自校正律的作用下使sigmoid函数的边界层厚度以及切换增益可根据系统状态进行自适应调节, 从而达到削弱控制器输出抖振的目的. 基于Lyapunov理论对该方法的稳定性进行了证明, 最后通过车辆的车道线保持仿真实验对该控制方法的可行性及有效性进行了验证.     

一类时滞线性系统的变结构控制

研究一类状态变量具有时滞的线性系统的变结构控制问题,指出传统的切换函数在时滞 系统中应当是一个切换泛函,给出了在系统谱能控条件下具有稳定滑动模态的切换泛函的设 计方法.并利用趋近律设计了相应的变结构控制器.得到了一般时滞系统能够变换为所需要 的时滞系统的条件.     

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.

     

一类线性不确定变时滞系统的滑模控制

考虑一类变时滞系统的滑模控制问题,其中被控系统状态存在多个变时滞并带有不确定性.利用Lyapunov方法和Shur补引理,得到滑动模态特定的充分条件.设计一类简单的变结构控制器,使系统在有限时间内可以到达滑模面并保持在滑模面上运动.仿真结果验证本文结论的有效性.     

一类不确定中立时变时滞系统的自适应全局滑模控制

针对一类含有时变状态时滞和中立时滞的不确定性系统,提出一种新型滑模变结构控制方法.首先,基于全程滑模的思想,设计带有中立时滞项的积分型滑模面以消除趋近模态;然后,充分利用时滞下界的信息选取Lyapunov函数,采用线性矩阵不等式(linear matrix inequality-LMI)方法给出并证明滑动模态稳定的充分条件,降低时滞保守性;再次,与自适应结合设计滑模控制器,采用饱和函数代替符号函数,削弱系统抖振;最后,针对数值算例进行仿真研究,结果表明所提出的控制方法有效可行.     

一类不确定时滞系统的变结构控制

本文针对不确定输入时滞系统,提出了一种具有滑动模态的变结构控制。先把系统变换成形式上不含时滞的系统,再据变换后的系统设计切换函数和控制律。用切换函数使滑动模态渐近稳定,用变化的不连续控制保证滑动模态的存在和削弱抖振。最后,通过一开环不稳定的不确定系统仿真,验证本文的方法是有效的。     

一类带有加速度约束的非线性系统最优滑模控制

针对加速度受约束的非线性时变系统,设计了一种全局最优滑模控制算法.首先引入全程滑态因子,保证滑模面一开始就在零值附近,然后选取位置跟踪误差绝对值的积分为指标函数,通过求解该指标函数的最小值来确定滑模面方程的相关参数,最后设计了基于指数趋近律的滑模控制算法.仿真结果表明了该方法的有效性和强鲁棒性.     

一类控制输入饱和受限的不确定系统滑模控制

本文研究控制输入饱和受限情况下不确定系统的滑模控制问题,其中,被控对象同时存在状态矩阵不确定性和控制增益矩阵不确定性.设计了一种积分型切换面和一个具有特殊结构的滑模控制律,可以在参数不确定和控制受限影响下保证系统状态轨迹有限时间内到达指定的切换面,利用等价控制律方法给出了滑模动态渐近稳定的充分条件.数值仿真例子验证了本文算法的有效性.     

飞翼布局无人机分数阶积分滑模姿态控制

针对存在复合干扰的飞翼布局无人机(UAV)姿态控制问题,提出了一种基于分数阶积分滑模与双幂次趋近律的姿态跟踪控制方案.结合分数阶微积分及滑模变结构控制理论,设计了分数阶积分滑模面.为解决传统趋近律收敛时间长和抖振严重等不足,提出一种具有二阶滑模特性且有限时间收敛的双幂次趋近律.在名义控制律的基础上,设计super twisting滑模干扰观测器,实现对复合干扰的估计和补偿,增强内外环控制器应对复合干扰的鲁棒性.为充分利用冗余操纵面与解决非线性舵效问题,在飞行控制系统中引入了非线性控制分配环节.仿真结果验证了所提方案的有效性.     

一类非确定欠驱动系统的串级模糊滑模控制

本文针对一类含有非确定项的欠驱动系统提出了一种串级模糊滑模控制方法.该方法先选取状态变量中两个相关联的系统状态构造第一级滑动平面,然后将第一级滑模函数作为一个广义状态,与剩下系统状态中的一个状态构造第二级滑动平面,直到所有的系统状态都包含在内构造最后一级滑动平面.同时考虑到系统模型中存在的不确定项,利用模糊逻辑的逼近功能进行估计,文中采用Lyapunov方法求取了控制器的控制律以及模糊逼近的有关参数的自适应律.该串级模糊滑模控制器能够保证各级滑动平面的稳定性,并且在仿真实验中得到了验证.     

Generalized Sliding Mode Control for Multi-Input Nonlinear Systems

The purpose of this paper is to present a framework for the design of sliding-mode based controllers for multi-input affine nonlinear systems. In this framework the control effort goes to zero as the state approaches the sliding surface, a key feature for practical implementation. The sliding surface is a submanifold with codimension equal to the dimension of the involutive distribution$cal G$generated by the controlled vector fields rather than the dimension of their linear span. We also allow nonzero vectors in$cal G$to be tangent to the sliding surface, the singular case in sliding-mode control.     

Robust passive control of uncertain switched time-delay systems: a sliding mode control design

In this paper, the problem of sliding mode control (SMC) with passivity for a class of uncertain switched time-delay systems is studied. By means of the multiple Lyapunov functions techniques, a delay-dependent sufficient condition for the existence of linear sliding surface of subsystem is deduced in which the solution to the switched sliding mode dynamics is robustly exponentially stable and passive under a state-based switching law. Moreover, the sliding mode controller is designed to drive the system trajectories onto the predefined sliding surface of subsystem in finite time. Finally, a numerical example is provided to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

桥式吊车系统的分级滑模控制方法

该文针对桥式吊车这一类欠驱动系统提出了一种分级滑模控制方法.该方法将系统状 态分成两组,分别构造第一级滑动平面,并求取各个子滑动平面上的等效控制量.然后再构造第 二级滑动平面,采用Lyapunov稳定定理获得最终的控制量.该控制量包含各子滑动平面的等效 控制分量,因此能够保证系统状态沿着各个子滑动平面滑动.该文从理论上证明了各级滑动平 面的渐近稳定性,并且通过仿真验证了该结果.     

Robust H-infinity integral sliding mode control for a class of uncertain switched nonlinear systems

This paper develops a new method to deal with the robust H-infinity control problem for a class of uncertain switched nonlinear systems by using integral sliding mode control. A robust H-infinity integral sliding surface is constructed such that the sliding mode is robust stable with a prescribed disturbance attenuation level γ for a class of switching signals with average dwell time. Furthermore, variable structure controllers are designed to maintain the state of switched system on the sliding surface from the initial time. A numerical example is given to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

基于滑模方法的桥式吊车系统的抗摆控制

针对桥式吊车这类欠驱动系统，提出一种基于滑模控制的抗摆方法．该方法将系统状态分成两组。构造出一种双层滑动平面．结合桥式吊车系统数学模型的特点。求取了总的滑模控制量并进一步设计了控制器的参数．采用Lyapunov方法，从理论上证明了各级滑动平面的稳定性．仿真结果验证了该方法对于桥武吊车系统抗摆控制的有效性．     

A contractive sliding-mode MPC algorithm for nonlinear discrete-time systems

This paper investigates a sliding-mode model predictive control (MPC) algorithm with auxiliary contractive sliding vector constraint for constrained nonlinear discrete-time systems. By adding contractive constraint into the optimization problem in regular sliding-mode MPC algorithm, the value of the sliding vector is decreased to zero asymptotically, which means that the system state is driven into a vicinity of sliding surface with a certain width. Then, the system state moves along the sliding surface to the equilibrium point within the vicinity. By applying the proposed algorithm, the stability of the closed-loop system is guaranteed. A numerical example of a continuous stirred tank reactor (CSTR) system is given to verify the feasibility and effectiveness of the proposed method.