輸入飽和系統(tǒng)輸出調(diào)節(jié)問題的組合非線性反饋控制及應(yīng)用.pdf

1、輸出調(diào)節(jié)問題是現(xiàn)代控制理論中的重要研究課題之一，隨著輸出調(diào)節(jié)問題在工程實(shí)際中應(yīng)用越來越廣，被控系統(tǒng)的復(fù)雜度和多樣性成為了不可避免的問題。由于被控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如何設(shè)計(jì)良好性能的控制器不僅是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),也是一個(gè)難點(diǎn)。因此，輸出調(diào)節(jié)問題也成為現(xiàn)代控制理論中一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域。
　　本論文通過研究三類不同的被控系統(tǒng)的輸出調(diào)節(jié)問題來闡述幾類輸出調(diào)節(jié)控制器的設(shè)計(jì)。第一類是具有輸入飽和的線性系統(tǒng)基于組合非線性反饋控制的輸出調(diào)節(jié)問題；第

2、二類是具有輸入飽和的多輸入多輸出系統(tǒng)基于組合非線性反饋控制的輸出調(diào)節(jié)問題；第三類是具有輸入飽和的離散化多輸入多輸出系統(tǒng)基于組合非線性反饋控制的輸出調(diào)節(jié)問題。具體的研究工作如下：
　　第一，研究了截止到目前的輸出調(diào)節(jié)問題的相關(guān)文獻(xiàn)和組合非線性反饋控制的理論成果，輸入飽和是輸出調(diào)節(jié)問題在應(yīng)用到實(shí)際系統(tǒng)時(shí)常見的問題。本文給出了基于組合非線性反饋控制的輸入飽和控制器設(shè)計(jì)方法，使閉環(huán)系統(tǒng)同時(shí)具備良好的穩(wěn)態(tài)性能和瞬態(tài)性能。
　　第二，復(fù)

3、雜系統(tǒng)通常具有高階多輸入多輸出的特點(diǎn)，會(huì)影響跟蹤控制器的設(shè)計(jì)和性能。本文通過組合非線性反饋控制律中線性部分保證響應(yīng)前期的跟蹤速度，非線性部分消除由線性部分引起的超調(diào)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入飽和的高階多輸入多輸出線性系統(tǒng)的跟蹤控制。
　　第三，已有的組合非線性反饋設(shè)計(jì)方法主要針對(duì)的都是給定參考點(diǎn)和連續(xù)信號(hào)的軌跡跟蹤，對(duì)于離散系統(tǒng)中信號(hào)的跟蹤還沒有深入研究，尤其是具有高階多輸入多輸出特性的復(fù)雜離散系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)。本文給出了離散組合非線性反饋控

4、制器和相應(yīng)降階觀測(cè)器的設(shè)計(jì)方法，在離散時(shí)間域上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的跟蹤定位。
　　第四，應(yīng)用輸入飽和高階多變量組合非線性反饋控制設(shè)計(jì)方法針對(duì)帶有輸入飽和的直升機(jī)模型進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)和輸出調(diào)節(jié)。為了能夠跟蹤參考信號(hào)，構(gòu)建了一個(gè)狀態(tài)擾動(dòng)觀測(cè)器和一個(gè)組合非線性反饋控制器。為了研究控制器的性能，分別在無外部干擾和有外部干擾兩種情況下設(shè)計(jì)了控制器。所有的仿真結(jié)果表明復(fù)合非線性反饋控制器是有效的，它證明組合非線性反饋控制方法能夠明顯地改善系統(tǒng)的瞬態(tài)性能。