非線性系統(tǒng)的有限時(shí)間控制及若干應(yīng)用研究.pdf

1、非線性系統(tǒng)的控制是控制領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)，非線性控制系統(tǒng)的研究具有重要的理論意義與實(shí)際意義。有限時(shí)間控制方法是一種非線性控制方法，近年來受到了越來越多的關(guān)注。有限時(shí)間穩(wěn)定的系統(tǒng)不僅收斂速度快，而且具有更好的魯棒性和抗干擾能力?，F(xiàn)有的有限時(shí)間控制結(jié)果大多只考慮了一般線性控制系統(tǒng)和幾類標(biāo)準(zhǔn)非線性系統(tǒng)形式，但是許多典型的應(yīng)用系統(tǒng)并不滿足這些結(jié)構(gòu)。本文在介紹有限時(shí)間控制方法的研究現(xiàn)狀和分析設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)幾類具有重要工程意義的典型非線

2、性系統(tǒng)的有限時(shí)間控制問題進(jìn)行了研究。主要研究工作如下：
　　 1、非完整輪式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的有限時(shí)間軌跡跟蹤控制問題?；诜峭暾喪揭苿?dòng)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型，提出了一種有限時(shí)間控制器設(shè)計(jì)方法。將跟蹤誤差系統(tǒng)看成級(jí)聯(lián)系統(tǒng)，對(duì)兩個(gè)子系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)有限時(shí)間穩(wěn)定的控制器。通過應(yīng)用級(jí)聯(lián)系統(tǒng)有限時(shí)間穩(wěn)定的結(jié)果，證明整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)是全局有限時(shí)間穩(wěn)定的。通過有限時(shí)間Lyapunov函數(shù)方法和adding a power integrator技術(shù)，對(duì)三

3、積分系統(tǒng)設(shè)計(jì)有限時(shí)間控制器并對(duì)控制器增益選擇的條件進(jìn)行討論。
　　 2、生物反應(yīng)器系統(tǒng)的有限時(shí)間跟蹤控制問題?；诜瞧娈惤K端滑模控制技術(shù)，給出狀態(tài)反饋有限時(shí)間控制器的設(shè)計(jì)方法。在系統(tǒng)狀態(tài)變量不可測(cè)時(shí)，設(shè)計(jì)有限時(shí)間穩(wěn)定的觀測(cè)器在有限時(shí)間內(nèi)估計(jì)不可測(cè)的狀態(tài)。基于有限時(shí)間穩(wěn)定的觀測(cè)器設(shè)計(jì)輸出反饋有限時(shí)間控制器，解決有限時(shí)間跟蹤控制問題。閉環(huán)系統(tǒng)滿足級(jí)聯(lián)系統(tǒng)有限時(shí)間穩(wěn)定的條件表明，有限時(shí)間穩(wěn)定的觀測(cè)器和有限時(shí)間穩(wěn)定的控制器可以分開設(shè)計(jì)。

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　　 3、BTT導(dǎo)彈系統(tǒng)的有限時(shí)間姿態(tài)跟蹤控制和有限時(shí)間導(dǎo)引律設(shè)計(jì)問題。系統(tǒng)無擾動(dòng)時(shí)，基于齊次系統(tǒng)有限時(shí)間穩(wěn)定的結(jié)果設(shè)計(jì)有限時(shí)間控制器；系統(tǒng)有擾動(dòng)時(shí)，基于非奇異終端滑?？刂萍夹g(shù)設(shè)計(jì)有限時(shí)間控制器。對(duì)于機(jī)動(dòng)目標(biāo)攔截問題，基于非奇異終端滑?？刂萍夹g(shù)，給出了有限時(shí)間導(dǎo)引律的設(shè)計(jì)方法。將目標(biāo)加速度機(jī)動(dòng)作為未知的有界擾動(dòng)，所提出的導(dǎo)引律對(duì)該擾動(dòng)具有魯棒性。
　　 4、剛體飛行器系統(tǒng)的有限時(shí)間姿態(tài)跟蹤控制問題。針對(duì)四元數(shù)描述的空間