导　　师： 田彦涛

学科专业： H1101

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 吉林大学

摘　　要： 本文以板球控制系统为工程背景,研究一类非线性系统的解耦与控制算法。首先应用拉格朗日功能平衡法,推导建立了板球系统的复杂及简化数学模型;其次,针对板球系统的大范围镇定问题,提出了基于反馈线性化的智能切换控制算法。用模糊动态模型替代原非线性系统,按奇异点将状态空间分为三个区域,仿真实验验证了算法的可行性;然后,提出了基于单一输入规则(SIRM,Single Input Rule Module)模糊推理模型的输出解耦滑模(SMC,Sliding Mode Control)控制方法,通过4个滑模函数和2个SIRM模糊控制器,解决了8阶板球系统模型的两个方向输出耦合问题。仿真实验表明除了能有效解耦外,算法还具有很强的鲁棒性;最后,针对实际平台的数学模型未知,提出了一种具有两层结构的监督模糊控制系统的设计方法,研究了实现问题。下层控制器采用三维输入结构的SIRMs模糊推理模型作为基本控制器,上层为监督保稳控制器,随时监控Lyapunov能量函数的变化及系统状态轨迹的有界性,确保闭环系统的稳定控制。上下两层控制各司其职,下层SIRMs模型很好的解决“维数灾”问题且控制性能指标优良,而上层监督控制器则确实起到了监督保稳作用。实验结果表明:该方案能有效的解决一类基于位置的视觉伺服非线性系统的运动控制问题。本论文研究得到2006年高等学校博士学科点专项科研基金项目(20060183006)资助。

关 键 词： 板球系统 非线性 智能切换控制 模糊滑模解耦 监督模糊控制

分 类 号： [TP13]

领　　域： [自动化与计算机技术] [自动化与计算机技术]