基于T-S模糊模型的鲁棒自适应滑模控制
周彩根, 张天平, 于建江
(1.扬州大学信息工程学院,江苏扬州225009; 2.盐城师范学院计算机系,江苏盐城224002)
摘 要:针对一类具有时滞的非线性连续时间系统,基于T-S模糊模型,考虑系统的外界干扰和建模误差不存在的理想情况,并利用滑模控制理论和LMI方法,设计了滑模控制器;考虑系统的外界干扰和建模误差存在的情况,采用神经网络逼近建模误差,引入自适应控制鲁棒项,设计了自适应滑模控制器,根据Lyaponuv稳定性理论,证明了系统状态渐近稳定。仿真示例表明了所提方法的有效性。
关键词:T-S模型;时滞;非线性系统;滑模控制;自适应控制
中图分类号: TP273. 2文献标识码: A文章编号: 1007-449X(2006)02-0199-04
1 引 言
众多的研究和应用表明,模糊控制对复杂的非线性不确定系统是一种简单有效的工具,从控制角度看,一般的模糊技术尚缺少系统的分析和设计理论。T-S模型是一种非线性模型,易于表示复杂系统的动态特性。近年来,基于T-S模型的非线性系统的控制器设计及其理论研究已经取得了很大进展[1~3],特别是把并行分布补偿PDC算法和线性矩阵不等式LMI相结合,使模糊控制器的设计及其稳定性分析更加系统化和易于求解[4]。模糊T-S模型也被证明可以用来逼近非线性系统[5],通常在此基础上设计控制器,实现控制目的。滑模控制在未完全建模和不确定系统中通过应用已经被证明是一种有效的鲁棒控制策略[6]。
在实际应用中,时滞现象存在于控制系统的各个方面且不可避免[7],文献[8]研究了基于T-S模型的时滞系统的鲁棒H∞控制问题,考虑了建模误差。文献[9]采用滑模控制方法和神经网络逼近手段对存在外界干扰的参数不确定时滞系统进行鲁棒控制。本文针对基于T-S模型的非线性时滞系统,考虑建模误差和外界干扰,在设计控制器时考虑外界干扰,取消了文献[9]中对未建模动态的假设条件。根据滑模控制理论设计滑平面,先考虑不存在干扰和建模误差的情况。设计控制器时,采取对每个子系统分布补偿的思想,再考虑存在外界干扰和建模误差的情况,克服了文献[10]中的不足,且对外界干扰和建模误差进行一次逼近,引入鲁棒控制项,得到基于RBF神经网络逼近建模误差的鲁棒自适应控制器。
2 问题的描述及基本假设
考虑如下一类具有时滞的不确定非线性系统:
6 结 语
本文考虑一类非线性时滞系统,在存在未建模动态和外界干扰的情况下,设计鲁棒自适应控制器。先考虑不存在干扰和建模误差的情况,采用对每个子系统分布补偿的思想设计控制器,再考虑存在外界干扰和建模误差的情况,引入鲁棒控制项,得到基于神经网络逼近建模误差的鲁棒自适应控制器
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