【摘 要】
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实际应用中一些不可避免的物理限制的存在,常常会导致控制系统的激励端呈现非线性特征(如饱和、死区、回环、继电特性等),因此,关于控制输入受到非线性约束时系统的分析与综
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实际应用中一些不可避免的物理限制的存在,常常会导致控制系统的激励端呈现非线性特征(如饱和、死区、回环、继电特性等),因此,关于控制输入受到非线性约束时系统的分析与综合问题一直是控制领域的热点。另一方面,滑模变结构控制是目前非线性控制系统中一种有效的鲁棒控制方法,它的突出优点是滑动模态对于参数摄动和外界扰动等不确定因素具有不敏感性,这种优异的性能对控制系统是十分重要的,目前已被应用于机器人、电机控制、伺服系统和空间飞行器等领域。因此,开展控制输入受限影响下不确定系统滑模控制方法的研究具有十分重要的理论与实际意义。本论文在深入分析相关领域研究现状的基础上,研究了在同时存在状态矩阵不确定性和控制矩阵不确定性的情况下控制输入饱和受限系统的滑模控制问题。首先针对系统状态是可测的情况,设计了一种积分型切换面,并利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法给出了滑模动态渐近稳定的充分条件,设计了一种具有特殊结构的滑模控制律,可以保证系统状态轨迹在不确定性和控制输入饱和影响下能够到达指定的切换面。由于各种物理条件和设计成本的原因,实际应用中一般无法获得系统的状态信息,因此,本文进一步考虑了在系统状态不可测情况下控制输入饱和受限系统的滑模控制问题,设计一个基于状态观测器的滑模控制器,并给出了滑模动态渐近稳定的充分条件和切换面的可达性条件,并通过数值仿真例子验证了上述控制算法的有效性。
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