一類不確定仿射非線性系統(tǒng)的最優(yōu)滑?？刂?pdf

1、非線性和不確定性在實(shí)際模型中普遍存在。線性二次型性能指標(biāo)能夠綜合地反映系統(tǒng)對(duì)性能的要求?；诰€性二次型調(diào)節(jié)（Linear Quadratic Regulator，LQR）的線性系統(tǒng)最優(yōu)控制理論，發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)完善，并取得了顯著成果。但用它在處理非線性系統(tǒng)的最優(yōu)控制問(wèn)題時(shí)，其解析解很難得到。另外，線性二次型最優(yōu)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)是基于精確模型的。當(dāng)系統(tǒng)受到不確定性，諸如系統(tǒng)未建模動(dòng)態(tài)、內(nèi)部參數(shù)變化、以及外界擾動(dòng)影響時(shí)，系統(tǒng)性能會(huì)偏離原來(lái)的期望值，

2、甚至不穩(wěn)定。而滑模變結(jié)構(gòu)控制（Sliding Mode Control，SMC）是一種很好的魯棒設(shè)計(jì)工具，它的突出優(yōu)點(diǎn)是滑動(dòng)模態(tài)對(duì)于匹配的參數(shù)不確定性以及外界擾動(dòng)具有完全的魯棒性。
　　 鑒于上述問(wèn)題，本文主要針對(duì)一類不確定仿射非線性系統(tǒng)，研究其最優(yōu)控制問(wèn)題、最優(yōu)滑模設(shè)計(jì)問(wèn)題以及全局魯棒最優(yōu)滑?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)問(wèn)題。
　　 主要內(nèi)容概況如下：
　　 1.采用SDRE（State Dependent Riccati E

3、quation）法及θ-D法研究仿射非線性系統(tǒng)的最優(yōu)調(diào)節(jié)問(wèn)題。SDRE法模擬線二次型性最優(yōu)調(diào)節(jié)的提法，通過(guò)將非線性寫為具有線性結(jié)構(gòu)的SDC（State-dependent Coefficient）形式，獲得非線性系統(tǒng)的近似最優(yōu)控制律；θ-D法通過(guò)給性能指標(biāo)增加攝動(dòng)，近似求解HJB（HamiltonJacobi Bellman）獲得非線性最優(yōu)控制的次優(yōu)解。仿真結(jié)果驗(yàn)證兩種方法的有效性和優(yōu)越性。
　　 2.研究一類不確定線性系統(tǒng)的最

4、優(yōu)滑模控制問(wèn)題。首先針對(duì)標(biāo)稱系統(tǒng)設(shè)計(jì)最優(yōu)控制器，然后運(yùn)用滑模變結(jié)構(gòu)控制理論對(duì)其進(jìn)行魯棒化設(shè)計(jì)，使得所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)既滿足給定的性能指標(biāo)，同時(shí)對(duì)不確定性有很強(qiáng)的魯棒性。以磁懸浮系統(tǒng)為例，驗(yàn)證了其有效性。
　　 3.研究一類不確定仿射非線性系統(tǒng)的全局魯棒最優(yōu)滑模控制器的設(shè)計(jì)問(wèn)題。采用前面提到的θ-D法針對(duì)標(biāo)稱系統(tǒng)設(shè)計(jì)最優(yōu)（次優(yōu)）控制律，用以鎮(zhèn)定、優(yōu)化標(biāo)稱系統(tǒng)，使得性能指標(biāo)取最小值；構(gòu)造積分滑模面，取消傳統(tǒng)的到達(dá)階段，實(shí)現(xiàn)全程滑?？刂疲辉O(shè)