基于T-S模糊模型的奇异摄动系统滑模控制

发布时间：2020-11-12 01:39

　　 非线性不确定系统的先进控制是现代控制理论的热点问题之一,引起众多专家和学者的广泛关注。现有方法难以用于航空航天、化工过程和电力电子等工程领域的具有非线性、不确定性、多源干扰、多时间尺度特性等综合复杂特性的动态系统。鉴于此,本文将T-S模糊模型、滑模控制和奇异摄动理论相结合,研究基于T-S模糊模型的奇异摄动系统滑模控制方法,旨在解决具有非线性、不确定性、多源干扰和多时间尺度特性的系统控制问题。本文主要工作概括如下:1.提出基于扰动观测器(Disturbance Observer,DOB)的奇异摄动系统模糊滑模镇定控制方法。首先,针对系统中存在的干扰,结合T-S模糊系统的结构特点,设计一种DOB;接下来,设计基于观测器的滑模镇定控制器,并证明该控制器满足到达条件;其次,通过求解线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities,LMIs)确定滑模控制器参数,并利用Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的稳定性;最后,利用仿真结果说明该控制方法的有效性和优越性。2.提出奇异摄动系统的模型参考模糊滑模跟踪控制方法。首先,针对基于T-S模糊模型的奇异摄动系统,结合参考信号模型构造增广的奇异摄动系统;其次,设计整体的积分滑模面,采用LMIs方法设计跟踪控制器增益矩阵,并证明闭环系统的稳定性;最后,利用非线性电路仿真实验说明该方法的有效性。3.提出带有折扣因子的奇异摄动系统模糊滑模跟踪控制方法。首先,针对基于T-S模糊模型的奇异摄动系统,结合参考信号模型构造增广的奇异摄动系统;其次,提出带有折扣因子的H∞性能指标来处理有界参考跟踪信号,通过求解LMIs确定滑模跟踪控制器增益矩阵,并分析闭环系统的状态是有界的;最后,利用电机系统仿真实验说明该方法的实用性和有效性。
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：TP13
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 奇异摄动系统概述
    1.2 基于T-S模糊模型的奇异摄动系统控制研究现状
    1.3 奇异摄动系统滑模控制研究现状
    1.4 论文结构及研究内容
2 基于扰动观测器的奇异摄动系统模糊滑模镇定控制
    2.1 问题描述与预备知识
    2.2 基于T-S模糊模型的干扰观测器设计
    2.3 基于观测器的模糊滑模控制器设计与能达性分析
    2.4 控制器增益矩阵设计与闭环系统稳定性分析
    2.5 仿真研究
    2.6 本章小结
3 奇异摄动系统的模型参考模糊滑模跟踪控制
    3.1 问题描述与预备知识
    3.2 模型参考模糊滑模跟踪控制器设计与能达性分析
    3.3 控制器增益矩阵设计与闭环系统稳定性分析
    3.4 仿真研究
    3.5 本章小结
4 带有折扣因子的奇异摄动系统模糊滑模跟踪控制
    4.1 问题描述与预备知识
    4.2 模糊滑模跟踪控制器设计与能达性分析
    4.3 控制器增益矩阵设计与闭环系统稳定性分析
    4.4 仿真研究
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 本文内容总结
    5.2 创新点
    5.3 研究展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

【参考文献】

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本文编号：2880056