几类离散不确定时滞网络化系统的滑模控制.doc

几类离散不确定时滞网络化系统的滑模控制随着网络技术的飞速发展,控制系统可以通过网络更为便捷地传输信息。由实时通信网络连接执行器、控制器及系统各部件所形成的闭环,统称为网络化控制系统。与传统系统相比,这类系统展现了许多吸引人的特性,如资源共享和远程操控等。鉴于其诸多优势,网络化控制系统一经提出,便在智能控制和先进控制等复杂工业领域展现了广泛的应用前景。与此同时,网络引入控制系统带来的不利影响也逐渐被学者们关注,如时间延迟、数据丢包等网络化诱导现象。因此,研究如何降低这些诱导现象对控制系统性能的不利影响并提出行之有效的控制方案具有极大的实际意义。本文将针对几类离散不确定时滞网络化系统,设计新型鲁棒滑模控制策略。具体工作如下:1.针对一类具有随机切换非线性的离散时滞不确定系统,探讨该类系统滑模控制器的设计问题。这里,随机切换非线性的发生概率是不确定的。首先,基于当前及前一时刻的状态信息,设计线性滑模面。其次,通过选择适当的Lyapunov泛函,利用稳定性理论,给出保证滑模面上滑模动态均方指数稳定性的判别条件。构造滑模控制器,进行可达性分析。在上述研究的基础上,探讨一类不确定网络化系统的H_∞滑模控制问题,给出满意的滑模控制律表达式。最后,通过仿真实验验证所提出滑模控制方法的有效性。2.针对一类具有随机通讯时滞及随机发生不确定性的非线性系统,研究该类系统的鲁棒滑模控制问题。其中,随机通讯时滞、随机发生不确定性及随机切换非线性的发生概率均是不确定的。首先,构造线性滑模面。其次,基于时滞分割思想构造新型的Lyapunov泛函,并利用稳定性理论得到保证滑模动态均方指数稳定性的时滞依赖判别条件。再次,构造状态反馈滑模控制器。最后,仿真实验验证所提控制策略的可行性。3.针对一类具有标量非线性的Markov跳变时滞不确定系统,探讨该类网络化系统H_∞滑模控制问题。首先,基于当前时刻的状态信息,设计线性滑模面。其次,利用Lyapunov理论及不等式处理技巧,建立保证滑模动态均方指数稳定性且具有给定干扰抑制水平的判别条件。此外,考虑到系统中的标量非线性,给出鲁棒H_∞滑模控制律的表达式并进行可达性分析。最后,仿真结果证明所设计H_∞滑模控制方法的有效性。4.研究数据丢包情形下一类具有标量非线性的Markov跳变时滞不确定系统的滑模控制问题。首先,对Markov型数据丢包现象进行数学建模。接着,利用随机丢包的概率信息及补偿方案,设计新颖的滑模面。再次,根据随机分析理论,给出Markov型丢包情形下滑模动态具有鲁棒均方渐近稳定性的条件。此外,利用随机丢包补偿方案,给出满意的鲁棒滑模控制律的表达式。最后,通过数值仿真演示所给出的滑模控制策略的可行性和有效性。