离散滑模变结构控制及其在混沌控制中的应用

• 作 者: 周维怀
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 离散时间系统 滑模变结构控制 高周期轨道 混沌同步 观测器

滑模变结构控制(SVSC)拥有对外部干扰和系统参数摄动强鲁棒性的特点，因而受到人们的普遍重视并广泛应用于实际工程。近年来，随着计算机技术的发展和数字设备在工业领域的普及，控制算法的实现越来越依赖于数字计算机的执行。由于采样过程中有限频率的限制，使得连续滑模变结构控制算法难以执行，因此研究离散情形的SVSC显得十分重要。
本文研究了系统离散化后SVSC的新特点及抖振抑制，并深入研究了这种控制策略在混沌控制中的应用。混沌作为非线性科学的最重要成就之一，近年来，如何应用和控制混沌这种复杂现象成为人们研究的焦点。本文研究的内容主要集中在如下几个方面：
首先基于一般SVSC原理，研究了离散SVSC系统的到达条件、理想滑动模态、非理想滑动模态、准滑动模态和抖振抑制，并着重从控制系统状态的不同运动阶段探讨了三种抑制抖振现象的不同方法。首次提出边界层厚度参数和广义扰动补偿器设计的优化方案。
其次研究了离散混沌系统高周期轨道的控制问题。混沌高周期轨道的镇定一直是混沌控制的难点问题。针对混沌系统存在外部干扰和系统参数摄动的情况下，从系统的局部线性知识和全局知识的角度，结合滑模变结构的构造思想提出了两种离散混沌系统高周期轨道的控制方法。其一，利用混沌系统的各态遍历性，改进OGY方法实现控制；其二，利用反馈线性化理论将原非线性系统模型变换成简单的线性等效模型，再设计线性控制方法。
最后，分析了离散超混沌的同步问题。基于线性反馈化理论，对广义Henon超混沌的滑模变结构同步提出了新的控制方案。对部分或全部状态受到微小扰动的情形，研究了一类超混沌系统的观测器滑模变结构同步。