幾類非線性系統(tǒng)的觀測器與控制器設(shè)計.pdf

1、狀態(tài)反饋在控制系統(tǒng)的各種綜合問題的討論中已充分顯示出其優(yōu)越性.但是,或者是由于狀態(tài)不易直接量測,或者是由于量測的設(shè)備在經(jīng)濟(jì)上和使用上的限制,使得許多情況下不可能來實際獲得系統(tǒng)的全部狀態(tài)變量,從而使?fàn)顟B(tài)反饋的物理實現(xiàn)成為不可能.狀態(tài)反饋在性能上的不可替代性和在物理上的不能實現(xiàn)性形成了一個尖銳的矛盾.解決這個矛盾的途徑之一,就是通過重構(gòu)系統(tǒng)的狀態(tài),并用這個重構(gòu)的狀態(tài)來代替系統(tǒng)的真實狀態(tài),以實現(xiàn)所要求的狀態(tài)反饋.狀態(tài)觀測器正是在這樣的背景下提

2、出的一個同時具有理論意義和應(yīng)用價值的研究課題.由于非線性系統(tǒng)的復(fù)雜性,非線性系統(tǒng)的觀測器設(shè)計方法還沒有形成一個完整的體系.因此,非線性觀測器設(shè)計問題仍是國內(nèi)外控制界學(xué)者研究的熱點. 本文主要研究了非線性系統(tǒng)的觀測器設(shè)計問題,針對幾類不同的非線性系統(tǒng),分別研究了一類多輸入多輸出非線性系統(tǒng)的觀測器設(shè)計問題、一類離散Lipschitz非線性系統(tǒng)的觀測器設(shè)計問題和基于觀測器的一類離散非線性系統(tǒng)的控制器設(shè)計問題.主要研究結(jié)果如下：

3、 首先,本文研究了一類多輸入多輸出仿射非線性系統(tǒng)的狀態(tài)觀測器設(shè)計問題.基于輸入輸出線性化方法提出了一類多輸入多輸出仿射非線性系統(tǒng)的狀態(tài)觀測器設(shè)計的新方法,并給出了保證狀態(tài)估計誤差漸近趨于零的充分條件.文中仿真實例表明了所得結(jié)果的有效性. 其次,本文研究了非線性項滿足Lipschitz條件的一類離散非線性系統(tǒng)觀測器設(shè)計問題.應(yīng)用Schur引理,并結(jié)合構(gòu)造Lyapunov函數(shù), 獲得了觀測誤差漸近趨于零的三個新的充分條件,且觀測增益