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文檔簡介
1、非線性系統(tǒng)是科學(xué)研究及現(xiàn)實生活各個領(lǐng)域內(nèi)普遍存在的現(xiàn)象,因此非線性系統(tǒng)的控制研究,有著重要的理論和實際意義,并成為控制理論研究的熱點之一。在傳統(tǒng)非線性分析中,李雅普諾夫分析是常用的一種研究方法,該理論著重討論的是平衡點的穩(wěn)定性,即當(dāng)系統(tǒng)受到輕微作用后,能否自動恢復(fù)到平衡點的能力。近年來,收縮理論作為一種研究非線性系統(tǒng)收斂性的新方法被提出并得到了廣泛的應(yīng)用。作為一個非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性理論,收縮分析是基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)和微分幾何的,并不需要知
2、道系統(tǒng)標(biāo)稱狀態(tài)或者平衡點的具體信息,因此是一種更有前景的分析方法。本論文針對基于收縮理論的非線性控制以及在無人機中的應(yīng)用展開以下三個方面的研究:
針對一般的非線性參數(shù)嚴(yán)反饋系統(tǒng),從系統(tǒng)軌跡收斂性角度出發(fā),提出了一種基于收縮理論的自適應(yīng)反步跟蹤控制方法,首先為了保證收縮性,根據(jù)子系統(tǒng)的分層聯(lián)接方式對虛擬及實際控制輸入進(jìn)行了設(shè)計,然后針對不確定性參數(shù),利用收縮自適應(yīng)設(shè)計了自適應(yīng)估計律,并依據(jù)收縮自適應(yīng)引理確保閉環(huán)系統(tǒng)軌跡的漸近收斂
3、性以及估計值的有界性。
針對一類不確定非線性參數(shù)嚴(yán)反饋系統(tǒng),提出了基于收縮理論的自適應(yīng)動態(tài)面控制方法。動態(tài)面控制器設(shè)計保證各子系統(tǒng)關(guān)于狀態(tài)誤差部分收縮;對于不確定參數(shù)構(gòu)造收縮自適應(yīng)律;并利用收縮下的奇異攝動分析降階處理子系統(tǒng),確保降階前后狀態(tài)誤差間的偏差及濾波誤差有界;通過分層子系統(tǒng)的收縮魯棒性分析,證明了原閉環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)半全局收斂到以期望軌跡為中心的球域內(nèi),保證了跟蹤誤差及自適應(yīng)估計有界。
針對無擾動的無人機姿態(tài)角模
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