非光滑级联系统的分析与综合

项目名称： 非光滑级联系统的分析与综合

项目编号： No.61203014

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化学科

项目作者： 丁世宏

作者单位： 江苏大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 随着系统对收敛性能和抗扰动性能要求的提高，非光滑控制理论吸引了研究人员的广泛关注。然而，对高阶非线性系统来说，直接进行控制设计往往导致非光滑控制器结构较为复杂，不利于工程应用。针对该问题，级联设计是一种有效的解决办法。但是，利用级联设计进行非光滑控制时，一般会涉及非光滑级联系统的分析与设计问题，而关于这类系统的研究却很少，因而大大限制了该方法在非光滑控制中的应用。基于此，本项目拟研究非光滑级联系统的稳定性分析、控制设计及应用问题。首先，利用积分输入状态稳定、强稳定性和齐次性理论，讨论稳定性分析问题。其次，结合稳定性分析结果，分析两类典型级联系统（即驱动子系统为上三角结构和下三角结构的级联系统）的控制设计问题。最后，利用级联设计方法，考虑移动机器人的非光滑跟踪控制问题，并研究算法的数字化实现方法。本项目的研究不仅有助于发展和完善级联系统控制理论，而且也可以为实际系统的非光滑级联设计提供依据。

中文关键词： 级联设计；有限时间控制；滑模；非光滑；

英文摘要： With the increasing requirements of convergence and disturbance rejection properties in control systems, the non-smooth control theory has attracted researchers' much attention. However, for high-order nonlinear systems, the direct control design usually results in the complex structure of non-smooth controllers, which are not suitable for engineering applications. To solve this problem, the cascade design is an effective method. Nevertheless, when using cascade design for non-smooth control, we will face the analysis and design problems of non-smooth cascaded systems. However, there are few research results on non-smooth cascaded systems in the literature, which severely restricts the application of cascade design method in non-smooth control area. To this end, this research proposal will focus on the stability analysis and control design problems for non-smooth cascaded systems and their practical applications. First of all, the stability analysis for non-smooth cascaded systems will be considered by utilizing integral input-to-state stability, strong stability theory and homogeneous theory. Then, combining the results of stability analysis, we will consider the control design problem for two typical kinds of non-smooth cascaded systems: the one with upper-triangular driving subsystem and the one with lower-t

英文关键词： cascade design；finite time control；sliding mode；nonsmooth；