基于事件触发策略的滑模控制器设计及其应用 .pdfVIP

中文摘要

摘要

实际工业控制过程中经常会存在各种不确定性成分或者外部干扰，这些情况

会降低控制系统性能指标，更甚者会导致整个系统不能正常工作。设计合适的控

制策略来充分考虑这些因素的存在是学者们研究工作的重点。滑模控制方法，自

提出以来，便以其快速响应、结构简单及强鲁棒性等特点，获得了广泛的认可与

飞速的发展。除此之外，计算机的不断发展也加快了离散时间系统滑模控制的研

究进展。

另一方面，随着计算机相关技术不断应用与发展，其中包括通信网络、通讯

技术、信息处理等技术，越来越多的实际系统是经由网络实现控制的，针对网络

控制系统的研究也取得了一些重大进展。然而，在研究网络控制系统的相关技术

时，需要充分考虑网络资源的有限性。事件触发机制由于其能有效减少网络信号

传送，节约网络资源，节省能耗等有利条件，已经成为很多学者的关注热点。然

而，将滑模控制方法和事件触发机制结合的研究几乎没有，很大的限制了滑模控

制方法和事件触发机制的发展。

因此本论文基于滑模控制的研究进展，将事件触发机制引入到滑模控制中，

进一步发展了滑模控制和事件触发的研究方法。最后针对多能源电力系统，我们

将上述控制策略推广到负荷频率控制中。论文的研究内容如下：

①根据一般滑模控制方法，针对离散标量非线性切换系统，设计了一种带

有标量非线性特性的滑模控制方法。通过平均驻留时间等方法得到系统满足优化

性能指标(加权H性能)的稳定性条件，基于此条件设计了离散标量非线性切换系



统的滑模控制器，并证明了所提出的控制器的有效性。

②鉴于事件触发策略的突出优势，针对离散时间切换系统，研究了其基于

事件触发滑模控制的设计方法。通过时延系统分析方法，结合原系统模型得到带

有时滞的滑动模态，再利用Lyapunov稳定性分析方法，证明了所设计的事件触发

滑模控制方法的可行性，并给出了所提出的事件触发滑模控制器的存在条件。

③针对多能源电力系统，将事件触发滑模控制方法的部分研究成果，应用

到负荷频率控制上。仿真效果表明，对于多能源电力系统，所设计的事件触发滑

模控制方法，不仅能取得一般滑模控制方法的控制效果，还能有效地节省网络带

宽。

关键词：离散时间切换系统；滑模控制；事件触发机制；优化性能分析

I

英文摘要

ABSTRACT

Manyreal-worldsystemsandprocessescontainuncertaintiesandexternal

synthesize.Thus,itissignificanttofindacontrolstrategycapableofhandlingthese

strongrobustnessfortheparameteruncertaintiesanddisturbances,hasbecomea

concernoftherobustcontrolmethod.Atpresent,theslidingmodecontrolhasbeen

ofcomputertechnology,theresearchondiscrete-timesystemhasbecomepopular.

Therefore,it’ssignificanttostudyslidingmodecontrolfordiscrete-timesystems.

Ontheotherhand,withtherapiddevelopmentofcomputercommunication,

networktechnologyandinformationprocessingtechnology,networkcontrolsystems

havebeenmadesomesignificantprogress.However,duetothelimitednetwork

communicationbandwidthandnetworkresources,thesefactors