[發明專利]一種具有隨機非線性擾動的滑模控制方法

在審

• 申請號: 201810814458.9
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN108919647A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 胡軍;張盼盼;張紅旭;陳東彥;石宇靜;計東海
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種具有隨機非線性擾動的滑模控制方法，本發明涉及具有隨機非線性擾動的滑模控制方法。為了解決現有滑模控制方法不能同時處理隨機切換非線性、狀態時滯和不確定性，使外部擾動對系統輸出影響大，導致滑模控制精度低的問題。本發明包括：一、建立具有隨機切換非線性和有界狀態時滯的網絡化控制系統的動態模型；二、對步驟一建立的動態模型進行滑模面的設計；三、計算滑模面的滑模動態；四、獲得保證滑模動態H_∞性能的判別條件，通過對判別條件的求解，得到滑模面參數矩陣G；五、根據獲得的參數矩陣G，構造滑模控制器，實現對具有隨機切換非線性和有界狀態時滯的網絡化控制系統的滑模控制。本發明用于網絡化控制領域。

技術領域

本發明涉及網絡化控制領域，具體涉及不確定概率下具有隨機非線性擾動的滑模控制方法。

背景技術

滑模控制是控制領域中一個重要的研究分支，在機器人操縱、航空航天、污水處理系統等領域獲得廣泛應用。然而，實際的工程系統不可避免地受到各種隨機因素的影響，如隨機非線性擾動，噪聲等。其中，隨機非線性擾動是很普遍的，并且通常以一定的概率影響實際系統。由于技術的局限或其他因素，很難獲得這種隨機非線性擾動的準確發生概率，而很容易知道概率的具體分布區間。此外，系統又往往同時受網絡誘導時滯和系統建模不確定性的影響。針對這一更為復雜的情況，目前現有的滑模控制方法不能同時處理隨機切換非線性、狀態時滯和不確定性，進而影響網絡化控制系統的整體性能。因此，要想滿足期望的控制要求，需要設計更為先進的滑模控制算法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有滑模控制方法不能同時處理隨機切換非線性、狀態時滯和不確定性，使外部擾動對系統的被控輸出影響大，導致滑模控制精度低的問題，而提出一種具有隨機非線性擾動的滑模控制方法。

一種具有隨機非線性擾動的滑模控制方法包括以下步驟：

步驟一、建立具有隨機切換非線性和有界狀態時滯的不確定網絡化控制系統的動態模型；

步驟二、對步驟一建立的具有隨機切換非線性和有界狀態時滯的不確定網絡化控制系統的動態模型進行滑模面的設計；

步驟三、根據步驟二設計的具有隨機切換非線性和有界狀態時滯的網絡化控制系統的動態模型的滑模面，計算滑模面的滑模動態；

步驟四、利用步驟三獲得的滑模動態，通過李亞普諾夫穩定性定理，獲得保證滑模動態H_∞性能的判別條件，通過對判別條件的求解，得到滑模面參數矩陣G；

步驟五、根據步驟四獲得的參數矩陣G，在一定準則下構造滑模控制器，實現對具有隨機切換非線性和有界狀態時滯的網絡化控制系統的滑模控制。

本發明的有益效果為：

本發明解決了傳統的滑模控制方法不能同時處理不確定發生概率的隨機非線性擾動、有界狀態時滯和不確定性，進而影響網絡化控制系統的整體性能的問題，本發明同時考慮了不確定發生概率的隨機非線性擾動、有界狀態時滯和不確定性對網絡化控制系統H_∞性能的影響，通過適當選取李亞普諾夫函數，充分利用了時滯的有效信息，與現有的復雜隨機系統的控制方法相比，本發明的滑模控制方法可以同時處理不確定概率的隨機非線性擾動、有界狀態時滯和范數有界參數不確定性，得到了基于線性矩陣不等式解的滑模控制方法，達到抗參數攝動、隨機非線性擾動和時間延遲的目的，本發明適用于復雜隨機系統的H_∞性能控制。

本發明提高了控制的準確性。具體來說，就是將外界干擾對被控輸出的影響指數γ(干擾抑制水平)準確地控制在0.73范圍內。

附圖說明

圖1為本發明方法流程圖；