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有限时间区间内马尔可夫跳变系统的异步滑模控制

魏长江 陈巧玉

魏长江, 陈巧玉. 有限时间区间内马尔可夫跳变系统的异步滑模控制[J]. 上海工程技术大学学报, 2023, 37(3): 272-280. doi: 10.12299/jsues.23-0067
引用本文: 魏长江, 陈巧玉. 有限时间区间内马尔可夫跳变系统的异步滑模控制[J]. 上海工程技术大学学报, 2023, 37(3): 272-280. doi: 10.12299/jsues.23-0067
WEI Changjiang, CHEN Qiaoyu. Asynchronous sliding mode control for Markovian jumping systems in finite-time intervals[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2023, 37(3): 272-280. doi: 10.12299/jsues.23-0067
Citation: WEI Changjiang, CHEN Qiaoyu. Asynchronous sliding mode control for Markovian jumping systems in finite-time intervals[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2023, 37(3): 272-280. doi: 10.12299/jsues.23-0067

有限时间区间内马尔可夫跳变系统的异步滑模控制

doi: 10.12299/jsues.23-0067
基金项目: 国家自然科学基金项目资助(61673257)
详细信息
    作者简介:

    魏长江(1995−)男,硕士生,研究方向滑模控制. E-mail:1024750074@qq.com

    通讯作者:

    陈巧玉(1984−)女,副教授,博士,研究方向为复杂网络. E-mail:goodluckqiaoyu@126.com

  • 中图分类号: TP18

Asynchronous sliding mode control for Markovian jumping systems in finite-time intervals

  • 摘要: 针对马尔科夫跳变系统,讨论有限时间区间内异步滑模控制及其有限时间有界问题. 针对系统存在状态不可测的非同步现象,基于隐马尔科夫模型,设计了模式相关滑模控制器,使得系统状态轨迹在规定的有限时间内被驱动到滑模面上. 采用有限时间分析法,得到滑模动力学在到达阶段和滑动运动阶段的有限时间有界准则,获得异步控制器增益矩阵解的充分条件. 最后,通过单连杆机器人手臂模型证明所得结果的有效性.
  • 图  1  系统的跳变模态

    Figure  1.  System jump mode

    图  2  控制器的跳变模态

    Figure  2.  Controller jump mode

    图  3  不带有控制器的系统响应曲线

    Figure  3.  System response curve without controller

    图  4  带有控制器${\boldsymbol{u}}(t)$的系统响应曲线

    Figure  4.  System response curve with ${\boldsymbol{u}}(t)$

    图  5  不带有控制器加权函数${{\boldsymbol{x}}^{\rm{T}}}(t){\boldsymbol{R}}{\boldsymbol{x}}(t)$的变化曲线

    Figure  5.  Curve of state function ${{\boldsymbol{x}}^{\rm{T}}}(t){\boldsymbol{R}}{\boldsymbol{x}}(t)$ without controller

    图  6  带有控制器加权函数${{\boldsymbol{x}}^{\rm{T}}}(t){\boldsymbol{R}}{\boldsymbol{x}}(t)$的变化曲线

    Figure  6.  Curves of state function${{\boldsymbol{x}}^{\rm{T}}}(t){\boldsymbol{R}}{\boldsymbol{x}}(t)$ with controller

    图  7  滑模面函数${\boldsymbol{s}}(t)$和控制输入${\boldsymbol{u}}(t)$的变化曲线

    Figure  7.  Curves of state sliding mode function ${\boldsymbol{s}}(t)$ and control input ${\boldsymbol{u}}(t)$

  • [1] 徐洋, 徐松涛, 唐书娟, 等. 基于马尔可夫切换系统的固定时滞平滑算法[J] . 电光与控制,2014,21(9):45 − 48, 98.
    [2] 周子龙, 李晓航. 离散马尔可夫跳变系统的降维观测器设计[J] . 电光与控制,2022,29(4):77 − 82, 94.
    [3] 苏晓明, 石豪达, 包·阿迪亚, 等. 基于中间估计器的非线性广义马尔可夫跳变系统的故障估计[J] . 辽宁师范大学学报(自然科学版),2021,44(3):309 − 316.
    [4] WANG C, LI R, SU X. Output feedback sliding mode control of Markovian jump systems and its application to switched boost converter[J] . IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers,2021,68(12):5134 − 5144. doi: 10.1109/TCSI.2021.3113356
    [5] 李研, 童东兵, 何德东, 等. 一类具有马尔科夫跳变的时滞神经网络的自适应估计[J] . 上海工程技术大学学报,2015,29(3):222 − 225.
    [6] ZHANG N, QI W, PARK J H, et al. Sliding mode control for discrete-time singular semi-Markovian jumping models[J] . Information Sciences,2023,624:554 − 566. doi: 10.1016/j.ins.2022.12.102
    [7] 蒉秀惠, 王燕锋. 转移概率部分未知的网络化马尔科夫跳变系统镇[J] . 控制工程,2018,25(12):2279 − 2284.
    [8] CHENG J, PARK J H, WU Z G. Observer-based asynchronous control of nonlinear systems with dynamic event-based try-once-discard protocol[J] . IEEE Transactions on Cybernetics,2021,52(12):12638 − 12648.
    [9] XIE W, NGUANG S K, ZHU H, et al. A novel event-triggered asynchronous $ {H_\infty } $control for T-S fuzzy Markov jump systems under hidden Markov switching topologies[J] . Fuzzy Sets and Systems,2022,443:258 − 282. doi: 10.1016/j.fss.2021.09.014
    [10] WANG Y, XU S, AHN C K. Almost sure finite-time control for Markovian jump systems under asynchronous switching with applications: a sliding mode approach[J] . IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers,2022,69(9):3726 − 3735. doi: 10.1109/TCSI.2022.3179438
    [11] WANG J, RU T, XIA J, et al. Asynchronous event-triggered sliding mode control for semi-Markov jump systems within a finite-time interval[J] . IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers,2020,68(1):458 − 468.
    [12] FANG M, SHI P, DONG S. Sliding mode control for Markov jump systems with delays via asynchronous approach[J] . IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems,2019,51(5):2916 − 2925.
    [13] 林炜星, 李晓航. 基于高阶未知输入观测器的滑模控制[J] . 上海工程技术大学学报,2017,31(2):106 − 111.
    [14] 周生龙, 陈机林, 姜昭钰, 等. 随动负载模拟器小脑模型滑模控制[J] . 电光与控制,2021,28(12):52 − 56.
    [15] XU C, TONG D, CHEN Q, et al. Exponential stability of Markovian jumping systems via adaptive sliding mode control[J] . IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems,2021,51(2):954 − 964. doi: 10.1109/TSMC.2018.2884565
    [16] WU L, SHI P, GAO H. State estimation and sliding-mode control of Markovian jump singular systems[J] . IEEE Transactions on Automatic Control,2010,55(5):1213 − 1219. doi: 10.1109/TAC.2010.2042234
    [17] CAO Z, NIU Y, SONG J. Finite-time sliding-mode control of Markovian jump cyber-physical systems against randomly occurring injection attacks[J] . IEEE Transactions on Automatic Control,2019,65(3):1264 − 1271.
    [18] QI W, ZONG G, AHN C K. Input-output finite-time asynchronous SMC for nonlinear semi-Markov switching systems with application[J] . IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems,2022,52(8):5344 − 5353. doi: 10.1109/TSMC.2021.3122965
    [19] NIE R, HE S, LIU F, et al. Sliding mode controller design for conic-type nonlinear semi-Markovian jumping systems of time-delayed Chua’s circuit[J] . IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems,2019,51(4):2467 − 2475.
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  • 收稿日期:  2023-03-18
  • 刊出日期:  2023-09-30

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