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《離散時(shí)滯非線性系統(tǒng)的無(wú)抖振最優(yōu)滑?？刂啤酚蓵?huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、研薌主／一一i三學(xué)位論文離散時(shí)滯非線。i生季的無(wú)抖振最饑rr．-j、’驀q妻；!；，☆，一i夫·。j：=_，L離散時(shí)滯非線性系統(tǒng)的無(wú)抖振最優(yōu)滑模控制摘要眾所周知，滑模變結(jié)構(gòu)控制最突出的特征就是滑模面的存在，一旦系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)到達(dá)滑模面，系統(tǒng)隨后的運(yùn)動(dòng)軌跡將保持在滑模面上或者滑模面的一個(gè)鄰域中。在這個(gè)滑模面上，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的主要特征表現(xiàn)在；強(qiáng)魯棒穩(wěn)定性；滑動(dòng)階段的降階特性；滑模面上系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的預(yù)先確定性；以及可以通過(guò)滑動(dòng)模態(tài)的設(shè)計(jì)獲得滿意的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。同時(shí)控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，所以基于滑動(dòng)模態(tài)的變結(jié)構(gòu)控制受到了廣泛重視，已經(jīng)
2、被廣泛應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。一般來(lái)說(shuō)，滑?？刂频脑O(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)符合預(yù)期要求；第二步即設(shè)計(jì)切換控制律，保證到達(dá)條件和滑動(dòng)條件。雖然現(xiàn)在已有多種滑模面設(shè)計(jì)方法，但是如何設(shè)計(jì)最優(yōu)滑模面的研究成果并不多見(jiàn)。如果能把最優(yōu)控制和滑模面設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，進(jìn)而設(shè)計(jì)出最優(yōu)滑模面，則可實(shí)現(xiàn)狀態(tài)軌跡在滑模面上滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的最優(yōu)化。另外當(dāng)采用數(shù)字計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)變結(jié)構(gòu)控制算法時(shí)。由于采樣過(guò)程的限制，理想的滑動(dòng)模態(tài)一般不存在，即使對(duì)于準(zhǔn)確系統(tǒng)也無(wú)法保證滑模準(zhǔn)確可達(dá)，狀態(tài)軌跡通常以抖振的形式沿著滑動(dòng)面運(yùn)
3、動(dòng)．因此研究離散系統(tǒng)滑?？刂频淖顑?yōu)滑模設(shè)計(jì)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(shí)滯是普遍存在的。例如海洋拖曳體的姿態(tài)與運(yùn)動(dòng)軌跡控制系統(tǒng)是具有六個(gè)自由度的非線性時(shí)滯系統(tǒng)，海洋平臺(tái)的振動(dòng)控制系統(tǒng)也是典型的非線性時(shí)滯系統(tǒng)．由于其雙重復(fù)雜性，因此，研究離散時(shí)滯非線性系統(tǒng)的無(wú)抖振最優(yōu)滑?？刂茊?wèn)題，無(wú)論在理論上還是在實(shí)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(gòu)控制理論的發(fā)展概況，詳細(xì)介紹了目前國(guó)內(nèi)外離散時(shí)滯非線性系統(tǒng)變結(jié)構(gòu)控制理論的研究現(xiàn)狀，總
4、結(jié)了滑模面設(shè)計(jì)方法以及抖振抑制方法．2、針對(duì)離散線性系統(tǒng)，介紹了設(shè)計(jì)最優(yōu)滑模面和無(wú)抖振離散變結(jié)構(gòu)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(guò)引入二次型性能指標(biāo)，來(lái)求解虛擬最優(yōu)控制律，得到了關(guān)于所有狀態(tài)變量的關(guān)系表達(dá)式，從而得到最優(yōu)滑模面；在此最優(yōu)滑模面基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了無(wú)抖振離散變結(jié)構(gòu)控制律，當(dāng)狀態(tài)軌跡遠(yuǎn)離滑模面時(shí)，該控制律使?fàn)顟B(tài)軌跡單調(diào)趨近滑模，當(dāng)?shù)竭_(dá)某個(gè)預(yù)先設(shè)定的最優(yōu)滑模的鄰域內(nèi)時(shí)，則切換控制律的結(jié)構(gòu)使?fàn)顟B(tài)軌跡在下一步恰好到達(dá)滑模面，從而消除了由于離散化采樣導(dǎo)致的抖振現(xiàn)象．3、針對(duì)離散線性時(shí)滯系統(tǒng)，設(shè)
5、計(jì)了最優(yōu)滑模面和無(wú)抖振離散交結(jié)構(gòu)控制律。在設(shè)計(jì)最優(yōu)滑模面過(guò)程中，利用逐次逼近算法，將既含有時(shí)滯項(xiàng)又含有超前項(xiàng)的兩點(diǎn)邊值問(wèn)題轉(zhuǎn)化為不含時(shí)滯項(xiàng)和超前項(xiàng)的線性兩點(diǎn)邊值問(wèn)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(jìn)一步給出了原系統(tǒng)的無(wú)抖振變結(jié)構(gòu)控制律。4、研究了離散非線性系統(tǒng)的最優(yōu)滑模面設(shè)計(jì)和無(wú)抖振離散變結(jié)構(gòu)控制律設(shè)計(jì)問(wèn)題。把求解最優(yōu)滑模問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解非線性兩點(diǎn)邊值問(wèn)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(xiàng)實(shí)現(xiàn)解耦。其中最優(yōu)滑模方程中的線性部分可以通過(guò)求解Riccati方程得到精確解
6、，非線性部分可通過(guò)迭代求解一族線性非齊次伴隨向量方程來(lái)求得近似解。在得到的最優(yōu)滑?；A(chǔ)上，給出了系統(tǒng)的無(wú)抖振變結(jié)構(gòu)控制律．5、本文把變結(jié)構(gòu)控制的滑模面設(shè)計(jì)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(dòng)運(yùn)動(dòng)性能，又解決了非線性時(shí)滯系統(tǒng)滑模面不易構(gòu)造的難題。利用逐次逼近法設(shè)計(jì)了最優(yōu)滑模面和無(wú)抖振離散交結(jié)構(gòu)控制律，得到了新的理論結(jié)果。設(shè)計(jì)的變結(jié)構(gòu)控制保證了狀態(tài)軌跡無(wú)抖振地到達(dá)并保持在滑模上，并保證了系統(tǒng)的滑動(dòng)模態(tài)具有最優(yōu)的動(dòng)態(tài)性能。數(shù)值仿真說(shuō)明了設(shè)計(jì)方法是有效的。6、將本文關(guān)于離散非線性系統(tǒng)的研究成果應(yīng)用到低速運(yùn)
7、行自治式潛水器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，并進(jìn)行仿真研究，說(shuō)明了本文提出方法的有效性．關(guān)鍵詞：離散系統(tǒng)，時(shí)滯系統(tǒng)，非線性系統(tǒng)，最優(yōu)滑模，無(wú)抖振，變結(jié)構(gòu)控制，逐次逼近法ChatteringFreeOptimalSlidingModeControlofDiscreteNonlinearTime-DelaySystemsAbstractAsweallknow,themostoutstandingfeatureofvariablestructureconffolwithslidingmodeistheexistenceofslid
8、ingsttr￡ace．Oncethestatetrajectoryreachestheslidingsurface，itwillmaintainontheslidingsurfaceorintheneighborhoodofit．Ontheslidingsurface，themainfeaturesofthesystemmovementare：strongrobustness，lowerdimen
