MATLAB非线性不确定中立型系统的鲁棒滑模控制与稳定性分析工具

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现针对非线性不确定中立型时滞系统的鲁棒滑模控制器设计。通过构建状态与延迟状态依赖的滑动面，利用线性矩阵不等式（LMIs）验证闭环系统渐近稳定性，确保鲁棒性能并自动生成稳定性分析报告。

详 情 说 明

非线性不确定中立型系统的鲁棒滑模控制器设计与稳定性分析系统

项目介绍

本项目致力于解决一类具有非线性不确定性的中立型时滞系统的鲁棒控制问题。核心工作是基于状态与延迟状态依赖的滑动面，设计滑模控制器（SMC）。通过构造线性矩阵不等式（LMI）形式的稳定性充分条件，本项目能够验证闭环系统的渐近稳定性，并自动合成具备鲁棒性能的控制律。它为处理复杂时滞不确定系统提供了一个从建模、控制器设计、优化到稳定性验证的完整工具箱。

功能特性

• 系统建模：支持对中立型非线性不确定时滞系统的数学模型进行描述与参数配置。
• 滑模面设计：提供基于系统当前状态与延迟状态的综合滑动超平面设计方法。
• LMI约束求解与稳定性验证：将稳定性条件转化为LMI问题，并利用高效求解器进行求解，从而证明系统的渐近稳定性。
• 控制器参数优化：在满足稳定性LMI约束的前提下，优化控制器的反馈矩阵与切换增益等参数。
• 鲁棒性分析：支持在不同不确定性强度及时滞变化条件下进行仿真，评估控制系统的鲁棒性能。

使用方法

1. 配置系统参数：在相应的脚本或函数中，定义系统的系数矩阵（如A, Ad, B）、非线性不确定项的上界、时滞范围以及系统初始状态。
2. 设置性能指标：指定期望的闭环系统性能要求，例如收敛速度或控制输入的幅值约束。
3. 运行主程序：执行主函数，程序将自动完成LMI稳定性条件的构造与求解、控制器参数计算等核心流程。
4. 获取与分析结果：程序运行后，将输出控制器参数、LMI可行性报告，并生成系统状态轨迹、控制输入信号等仿真曲线，供用户进行稳定性与鲁棒性分析。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• MATLAB：版本 R2016b 或更高版本
• 必要工具箱：

* Control System Toolbox * Optimization Toolbox * MATLAB LMI Control Toolbox 或 Robost Control Toolbox (用于LMI求解)

文件说明

主程序文件作为整个项目的调度与执行核心，整合了从系统参数初始化到结果展示的全流程。其主要功能包括：调用系统建模模块以定义被控对象，执行滑模控制器的综合设计算法，构建并求解用于稳定性分析的线性矩阵不等式，计算最终的控制律参数，并驱动仿真模块生成系统动态响应曲线与性能分析数据。