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《離散時滯非線性系統(tǒng)的無抖振最優(yōu)滑?？刂啤酚蓵T上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、研薌主／一一i三學位論文離散時滯非線。i生季的無抖振最饑rr．-j、’驀q妻；!；，☆，一i夫·。j：=_，L離散時滯非線性系統(tǒng)的無抖振最優(yōu)滑?？刂普娝苤?，滑模變結(jié)構控制最突出的特征就是滑模面的存在，一旦系統(tǒng)的運動到達滑模面，系統(tǒng)隨后的運動軌跡將保持在滑模面上或者滑模面的一個鄰域中。在這個滑模面上，系統(tǒng)運動的主要特征表現(xiàn)在；強魯棒穩(wěn)定性；滑動階段的降階特性；滑模面上系統(tǒng)運動的預先確定性；以及可以通過滑動模態(tài)的設計獲得滿意的動態(tài)品質(zhì)。同時控制簡單，易于實現(xiàn)，所以基于滑動模態(tài)的變結(jié)構控制受到了廣泛重視，已經(jīng)
2、被廣泛應用于各種控制領域。一般來說，滑?？刂频脑O計分為兩步．第一步即選擇合適的滑模面方程，使系統(tǒng)在滑模上的運動符合預期要求；第二步即設計切換控制律，保證到達條件和滑動條件。雖然現(xiàn)在已有多種滑模面設計方法，但是如何設計最優(yōu)滑模面的研究成果并不多見。如果能把最優(yōu)控制和滑模面設計結(jié)合起來，進而設計出最優(yōu)滑模面，則可實現(xiàn)狀態(tài)軌跡在滑模面上滑動運動的最優(yōu)化。另外當采用數(shù)字計算機實現(xiàn)變結(jié)構控制算法時。由于采樣過程的限制，理想的滑動模態(tài)一般不存在，即使對于準確系統(tǒng)也無法保證滑模準確可達，狀態(tài)軌跡通常以抖振的形式沿著滑動面運
3、動．因此研究離散系統(tǒng)滑?？刂频淖顑?yōu)滑模設計和抖振消除都具有重要的意義．‘，在工業(yè)生產(chǎn)、航空航天和海洋工程等系統(tǒng)中，非線性和時滯是普遍存在的。例如海洋拖曳體的姿態(tài)與運動軌跡控制系統(tǒng)是具有六個自由度的非線性時滯系統(tǒng)，海洋平臺的振動控制系統(tǒng)也是典型的非線性時滯系統(tǒng)．由于其雙重復雜性，因此，研究離散時滯非線性系統(tǒng)的無抖振最優(yōu)滑?？刂茊栴}，無論在理論上還是在實踐上，都是很有意義的．本文的主要研究工作概括如下；1、首先，回顧了滑模變結(jié)構控制理論的發(fā)展概況，詳細介紹了目前國內(nèi)外離散時滯非線性系統(tǒng)變結(jié)構控制理論的研究現(xiàn)狀，總
4、結(jié)了滑模面設計方法以及抖振抑制方法．2、針對離散線性系統(tǒng)，介紹了設計最優(yōu)滑模面和無抖振離散變結(jié)構控制律的基本思想。把一部分狀態(tài)變量視為虛擬控制，通過引入二次型性能指標，來求解虛擬最優(yōu)控制律，得到了關于所有狀態(tài)變量的關系表達式，從而得到最優(yōu)滑模面；在此最優(yōu)滑模面基礎上，設計了無抖振離散變結(jié)構控制律，當狀態(tài)軌跡遠離滑模面時，該控制律使狀態(tài)軌跡單調(diào)趨近滑模，當?shù)竭_某個預先設定的最優(yōu)滑模的鄰域內(nèi)時，則切換控制律的結(jié)構使狀態(tài)軌跡在下一步恰好到達滑模面，從而消除了由于離散化采樣導致的抖振現(xiàn)象．3、針對離散線性時滯系統(tǒng)，設
5、計了最優(yōu)滑模面和無抖振離散交結(jié)構控制律。在設計最優(yōu)滑模面過程中，利用逐次逼近算法，將既含有時滯項又含有超前項的兩點邊值問題轉(zhuǎn)化為不含時滯項和超前項的線性兩點邊值問題族，并證明了其解序列一致收斂于原系統(tǒng)的最優(yōu)滑模，進一步給出了原系統(tǒng)的無抖振變結(jié)構控制律。4、研究了離散非線性系統(tǒng)的最優(yōu)滑模面設計和無抖振離散變結(jié)構控制律設計問題。把求解最優(yōu)滑模問題轉(zhuǎn)化為求解非線性兩點邊值問題，并化為一種迭代形式，然后引入伴隨向量把最優(yōu)滑模方程中的非線性項實現(xiàn)解耦。其中最優(yōu)滑模方程中的線性部分可以通過求解Riccati方程得到精確解
6、，非線性部分可通過迭代求解一族線性非齊次伴隨向量方程來求得近似解。在得到的最優(yōu)滑模基礎上，給出了系統(tǒng)的無抖振變結(jié)構控制律．5、本文把變結(jié)構控制的滑模面設計與最優(yōu)控制理論相結(jié)合，既優(yōu)化了系統(tǒng)在滑模上的滑動運動性能，又解決了非線性時滯系統(tǒng)滑模面不易構造的難題。利用逐次逼近法設計了最優(yōu)滑模面和無抖振離散交結(jié)構控制律，得到了新的理論結(jié)果。設計的變結(jié)構控制保證了狀態(tài)軌跡無抖振地到達并保持在滑模上，并保證了系統(tǒng)的滑動模態(tài)具有最優(yōu)的動態(tài)性能。數(shù)值仿真說明了設計方法是有效的。6、將本文關于離散非線性系統(tǒng)的研究成果應用到低速運
7、行自治式潛水器的系統(tǒng)設計中，并進行仿真研究，說明了本文提出方法的有效性．關鍵詞：離散系統(tǒng)，時滯系統(tǒng)，非線性系統(tǒng)，最優(yōu)滑模，無抖振，變結(jié)構控制，逐次逼近法ChatteringFreeOptimalSlidingModeControlofDiscreteNonlinearTime-DelaySystemsAbstractAsweallknow,themostoutstandingfeatureofvariablestructureconffolwithslidingmodeistheexistenceofslid
8、ingsttr￡ace．Oncethestatetrajectoryreachestheslidingsurface，itwillmaintainontheslidingsurfaceorintheneighborhoodofit．Ontheslidingsurface，themainfeaturesofthesystemmovementare：strongrobustness，lowerdimen
