幾類(lèi)不確定非線性系統(tǒng)輸出反饋控制分析與設(shè)計(jì).pdf

1、不確定非線性系統(tǒng)的反饋控制是控制科學(xué)中的核心問(wèn)題，廣泛地存在于工業(yè)、國(guó)防等現(xiàn)實(shí)生活中，例如，欠驅(qū)動(dòng)吊車(chē)的防擺定位控制問(wèn)題，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制，航天器的魯棒姿態(tài)跟蹤控制等.近幾十年來(lái)，隨著科技的飛速發(fā)展，實(shí)際系統(tǒng)中會(huì)有更強(qiáng)的非線性和更多的不確定因素，如何尋找有效的控制設(shè)計(jì)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)不確定非線性系統(tǒng)的控制目標(biāo)已經(jīng)受到控制理論界學(xué)者的持續(xù)關(guān)注.
　　在不確定非線性系統(tǒng)中，更強(qiáng)的非線性和更多的不確定因素會(huì)使得非線性系統(tǒng)更具有一般化，但這也會(huì)使

2、得在非線性系統(tǒng)控制分析與設(shè)計(jì)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)本質(zhì)性的困難.當(dāng)實(shí)際系統(tǒng)中的狀態(tài)不能全部可用時(shí)，基于輸出反饋的不確定非線性系統(tǒng)控制分析與設(shè)計(jì)就顯得非常必要.當(dāng)系統(tǒng)允許有了更多的非線性和不確定性，對(duì)不確定非線性系統(tǒng)進(jìn)行控制分析與設(shè)計(jì)就會(huì)變得更困難.基于此，本文研究了幾類(lèi)不確定非線性系統(tǒng)的全局輸出反饋控制.
　　利用死區(qū)思想和反推方法，通過(guò)引入適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)高增益來(lái)處理系統(tǒng)中的非線性以及來(lái)自系統(tǒng)和被跟蹤信號(hào)中嚴(yán)重的未知性，并構(gòu)造合適的高增益觀

3、測(cè)器來(lái)重構(gòu)系統(tǒng)的不可測(cè)狀態(tài)，本文研究了幾類(lèi)不確定非線性系統(tǒng)的全局自適應(yīng)輸出反饋跟蹤和一類(lèi)隨機(jī)非線性系統(tǒng)的全局輸出反饋鎮(zhèn)定，研究?jī)?nèi)容包含以下四個(gè)方面:
　　一、具有函數(shù)控制系數(shù)的不確定非線性系統(tǒng)的全局自適應(yīng)輸出反饋實(shí)際跟蹤
　　該部分內(nèi)容是論文的第三章，主要研究了一類(lèi)具有函數(shù)控制系數(shù)的全局自適應(yīng)輸出反饋實(shí)際跟蹤.與已有緊密相關(guān)的結(jié)果有著本質(zhì)不同的是，所研究的系統(tǒng)控制系數(shù)是系統(tǒng)輸出的函數(shù)，并且系統(tǒng)本身和參考信號(hào)中含有嚴(yán)重的未知性

4、.為實(shí)現(xiàn)全局實(shí)際跟蹤，首先引入一個(gè)高增益觀測(cè)器來(lái)重構(gòu)系統(tǒng)的不可測(cè)狀態(tài)，然后設(shè)計(jì)出一個(gè)自適應(yīng)輸出反饋控制器.值得強(qiáng)調(diào)的是，所設(shè)計(jì)的觀測(cè)器和控制器中的增益是時(shí)間和輸出的函數(shù)，并且通過(guò)引入一個(gè)新的高增益自適應(yīng)律來(lái)克服額外的系統(tǒng)非線性和上面提到的嚴(yán)重的未知性.所設(shè)計(jì)的控制器保證了閉環(huán)系統(tǒng)的所有狀態(tài)都是全局有界的，并且進(jìn)一步有，跟蹤誤差在經(jīng)過(guò)一段有限時(shí)間后最終會(huì)達(dá)到充分小.
　　二、不確定非線性系統(tǒng)的全局自適應(yīng)輸出反饋實(shí)際跟蹤的進(jìn)一步結(jié)果<

5、br>　　該部分內(nèi)容是本文的第四章，主要研究了一類(lèi)不確定非線性系統(tǒng)的全局自適應(yīng)輸出反饋跟蹤.與已有文獻(xiàn)中的結(jié)果不同，所研究系統(tǒng)的控制系數(shù)是輸出的函數(shù)，系統(tǒng)非線性增長(zhǎng)率是輸出的多項(xiàng)式，并且系統(tǒng)非線性和參考信號(hào)中含有嚴(yán)重的未知性.為解決該問(wèn)題，引入一個(gè)高增益觀測(cè)器來(lái)重構(gòu)系統(tǒng)的不可測(cè)狀態(tài)，這里的高增益是兩個(gè)動(dòng)態(tài)增益的乘積:其中一個(gè)是用來(lái)補(bǔ)償增長(zhǎng)率中的系統(tǒng)輸出的多項(xiàng)式，另外一個(gè)用來(lái)克服來(lái)自系統(tǒng)和參考信號(hào)中的嚴(yán)重未知性以及來(lái)自函數(shù)控制系數(shù)中的額外

6、系統(tǒng)非線性.基于高增益觀測(cè)器，成功設(shè)計(jì)出一個(gè)自適應(yīng)輸出反饋控制器保證了對(duì)系統(tǒng)的任何初始條件，所有閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)都是有界的，并且跟蹤誤差在經(jīng)過(guò)一段有限時(shí)間后最終會(huì)達(dá)到充分小.
　　三、擁有更多未知性的非線性系統(tǒng)全局自適應(yīng)輸出反饋實(shí)際跟蹤
　　該部分內(nèi)容是本文的第五章，主要研究了一類(lèi)不確定非線性系統(tǒng)的全局自適應(yīng)輸出反饋實(shí)際跟蹤.與已有緊密相關(guān)文獻(xiàn)中的結(jié)果不同，這里所研究的系統(tǒng)擁有未知的時(shí)變控制系數(shù)和系統(tǒng)輸出的多項(xiàng)式增長(zhǎng)率，與此同

7、時(shí)，系統(tǒng)非線性和參考信號(hào)中允許有嚴(yán)重的未知性.為解決該問(wèn)題，首先設(shè)計(jì)一個(gè)自適應(yīng)觀測(cè)器來(lái)重構(gòu)系統(tǒng)的不可測(cè)狀態(tài)，其中，引入一個(gè)新的動(dòng)態(tài)增益來(lái)補(bǔ)償系統(tǒng)非線性和參考信號(hào)中的嚴(yán)重未知性.基于此，由反推方法成功設(shè)計(jì)出的自適應(yīng)輸出反饋控制器使得閉環(huán)系統(tǒng)的所有狀態(tài)都是有界的，并且跟蹤誤差在經(jīng)過(guò)一段有限時(shí)間后最終會(huì)達(dá)到充分小.
　　四、具有函數(shù)控制系數(shù)的隨機(jī)非線性系統(tǒng)全局輸出反饋鎮(zhèn)定
　　該部分內(nèi)容為本文的第六章，主要研究了一類(lèi)帶有函數(shù)控制系