[发明专利]一种具有随机非线性扰动的滑模控制方法

说明书

一种具有随机非线性扰动的滑模控制方法，本发明涉及具有随机非线性扰动的滑模控制方法。为了解决现有滑模控制方法不能同时处理随机切换非线性、状态时滞和不确定性，使外部扰动对系统输出影响大，导致滑模控制精度低的问题。本发明包括：一、建立具有随机切换非线性和有界状态时滞的网络化控制系统的动态模型；二、对步骤一建立的动态模型进行滑模面的设计；三、计算滑模面的滑模动态；四、获得保证滑模动态H_∞性能的判别条件，通过对判别条件的求解，得到滑模面参数矩阵G；五、根据获得的参数矩阵G，构造滑模控制器，实现对具有随机切换非线性和有界状态时滞的网络化控制系统的滑模控制。本发明用于网络化控制领域。

技术领域

本发明涉及网络化控制领域，具体涉及不确定概率下具有随机非线性扰动的滑模控制方法。

背景技术

滑模控制是控制领域中一个重要的研究分支，在机器人操纵、航空航天、污水处理系统等领域获得广泛应用。然而，实际的工程系统不可避免地受到各种随机因素的影响，如随机非线性扰动，噪声等。其中，随机非线性扰动是很普遍的，并且通常以一定的概率影响实际系统。由于技术的局限或其他因素，很难获得这种随机非线性扰动的准确发生概率，而很容易知道概率的具体分布区间。此外，系统又往往同时受网络诱导时滞和系统建模不确定性的影响。针对这一更为复杂的情况，目前现有的滑模控制方法不能同时处理随机切换非线性、状态时滞和不确定性，进而影响网络化控制系统的整体性能。因此，要想满足期望的控制要求，需要设计更为先进的滑模控制算法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有滑模控制方法不能同时处理随机切换非线性、状态时滞和不确定性，使外部扰动对系统的被控输出影响大，导致滑模控制精度低的问题，而提出一种具有随机非线性扰动的滑模控制方法。

一种具有随机非线性扰动的滑模控制方法包括以下步骤：

步骤一、建立具有随机切换非线性和有界状态时滞的不确定网络化控制系统的动态模型；

步骤二、对步骤一建立的具有随机切换非线性和有界状态时滞的不确定网络化控制系统的动态模型进行滑模面的设计；

步骤三、根据步骤二设计的具有随机切换非线性和有界状态时滞的网络化控制系统的动态模型的滑模面，计算滑模面的滑模动态；

步骤四、利用步骤三获得的滑模动态，通过李亚普诺夫稳定性定理，获得保证滑模动态H_∞性能的判别条件，通过对判别条件的求解，得到滑模面参数矩阵G；

步骤五、根据步骤四获得的参数矩阵G，在一定准则下构造滑模控制器，实现对具有随机切换非线性和有界状态时滞的网络化控制系统的滑模控制。

本发明的有益效果为：

本发明解决了传统的滑模控制方法不能同时处理不确定发生概率的随机非线性扰动、有界状态时滞和不确定性，进而影响网络化控制系统的整体性能的问题，本发明同时考虑了不确定发生概率的随机非线性扰动、有界状态时滞和不确定性对网络化控制系统H_∞性能的影响，通过适当选取李亚普诺夫函数，充分利用了时滞的有效信息，与现有的复杂随机系统的控制方法相比，本发明的滑模控制方法可以同时处理不确定概率的随机非线性扰动、有界状态时滞和范数有界参数不确定性，得到了基于线性矩阵不等式解的滑模控制方法，达到抗参数摄动、随机非线性扰动和时间延迟的目的，本发明适用于复杂随机系统的H_∞性能控制。

本发明提高了控制的准确性。具体来说，就是将外界干扰对被控输出的影响指数γ(干扰抑制水平)准确地控制在0.73范围内。

附图说明

图1为本发明方法流程图；