Ito随机系统的若干滑模控制问题

研究Ito随机系统在若干不确定因素影响下的滑模控制问题。本研究工作是将滑模控制方法向可靠控制和非脆弱控制领域的拓广。由于Ito随机系统和滑模控制在结构上的特殊性，使得对该问题的研究具有相当的复杂性和难度。. 本项目以Ito随机控制系统为研究对象，采用理论分析与计算机仿真验证相结合的方法，分析执行器故障、控制器参数摄动及执行器数据丢失等不确定因素对滑模控制的影响、特征和动态性能，研究滑模控制系统的分析与综合问题，分别针对几种不确定因素构造出合适的滑模切换面，给出满足可靠性/非脆弱性的滑模控制器的设计方法，建立切换面的可达条件和滑模动态的稳定性条件。. 本项目的实施不仅拓宽了滑模控制方法的研究领域，解决了已有滑模控制方法不能处理上述不确定因素的问题，而且进一步丰富了可靠控制和非脆弱控制的理论方法。因此，本课题的研究具有重要理论意义和实际意义。

关于Ito型随机系统的研究一直是国际控制领域的热点领域之一，它是描述实际系统中各种随机干扰现象的重要数学模型，在许多实际物理系统中都得到成功应用，特别是, 近年来关于Ito型随机系统的滑模控制问题日益受到关注。然而,由于Ito随机系统和滑模控制在结构上的特殊性，使得对该问题的研究具有相当的复杂性和难度。. 本项目研究了执行器故障、系统信息丢失、控制器参数摄动等不确定因素影响下随机控制系统的滑模控制问题，取得了一些具有创新性的研究成果。. 重要成果包括：(1) 提出一种自适应滑模可靠控制方法，通过在线估计执行器效用损失值，自适应调整控制器参数，建立了不同模态下滑模面之间的关系，可以有效消除执行器故障对系统性能的影响，保证闭环系统的随机稳定性；(2) 提出了一种基于丢包数据动态补偿的滑模控制方法，通过对丢失数据在线估计，设计了依赖丢包概率和补偿状态的滑模面和控制器，利用随机Lyapunov方法证明了闭环随机参数系统的指数均方稳定性；(3) 提出了一种基于执行器故障界的滑模可靠控制方法，可以允许执行器任何通道发生故障，给出了闭环随机系统依概率渐近稳定的充分条件，证明了该滑模控制器能够保证系统状态轨迹在有限时间到达滑模面；(4) 提出了一种基于输入矩阵加权求和的滑模控制方法，通过对输入矩阵加权求和设计了公共的积分滑模面，利用min-projection策略构造了一组同时依赖状态和时间的切换信号，从而保证滑模动态的渐近稳定性；(5) 提出了一种基于非脆弱滑模观测器的滑模控制方法，在状态估计空间构造了一个公共的积分滑模面，利用多Lyapunov函数和average dwell time方法分析了滑模动态性能，给出了滑模动态指数稳定的充分条件。. 本项目所取得的研究成果已在国际控制领域重要学术期刊和会议上发表40多篇论文, 其中, 在国际控制领域顶级期刊Automatica和IEEE Trans. Automation Control上发表2篇，被SCI收录24篇, EI收录38篇。. 本项目的研究工作不仅给出了上述研究问题的一些有效解决方法，而且对于丰富滑模控制的理论方法、拓宽滑模控制的研究领域具有重要理论意义和实际意义。