基于鲁棒观测器的非线性系统滑模控制

2013年01月04日15:43:49 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

米　阳，李正辉，李文林，井元伟

上海电力学院　电力与自动化工程学院，上海

河南师范大学　数学系，河南新乡

东北大学　信息科学与工程学院，辽宁沈阳

摘　　　要：针对一类非线性不确定时滞系统，分别考虑了观测器的设计和控制器的设计问题。首先，基于扩张状态方程，设计鲁棒观测器；其次，基于观测器估计的状态值，融合Ｈ∞控制技术，设计了滑模控制器，并且将滑模控制器增益系数的计算问题转化为线性矩阵不等式的求解问题，而且所设计的滑模控制器不要求系统不确定项满足匹配条件，使得控制器具有广泛的使用范围；较后，给出数值算例，将设计的观测器和控制器应用算例中，仿真表明该方法的有效性。

关　键　词：鲁棒观测器；滑模控制；时滞系统

１　引　言
滑模控制对于含有参数不确定项的系统，具有很强的鲁棒性和不变性，所以被广泛应用到各个控制领域［１７］。但是，大部分研究都要求不确定项满足匹配条件，这就使得所设计的控制器比较保守或者容易引起振颤现象［８１２］。在实际系统中，由于信息传输速度的限制，时滞是一种普遍存在的物理现象［８］。例如，涡轮喷气发动机，微波振荡器，化学工艺过程等都存在时滞现象，而时滞的存在使系统变得不稳定，因此如何控制时滞系统引起了控制界学者们的研究兴趣［１３１４］。对于状态不完全已知的时滞系统，考虑其状态估计问题也是非常有意义的。对于一般的线性系统，传统的观测器构造方法是构造龙伯格观测器，即通过选择适当的观测器增益向量使得状态误差系统渐近稳定。但是，当系统中含有非线性项和时滞项时，状态观测问题就变得十分困难，所以需要进一步研究鲁棒观测器的设计问题［１５］。

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