非恒穩(wěn)仿射約束的非完整控制系統(tǒng)研究和MINC方法及其應(yīng)用.pdf

1、本學(xué)位論文主要從兩個(gè)大方面問(wèn)題展開(kāi)討論。
　　首先是針對(duì)非恒穩(wěn)仿射約束的非完整控制系統(tǒng)的研究。目前研究的諸如車載倒立擺,欠驅(qū)動(dòng)水面和水下船舶等非完整約束的動(dòng)力系統(tǒng),其約束條件都與時(shí)間無(wú)關(guān)(scleronomous constraints),即一般沒(méi)有包含時(shí)間變量。但在實(shí)際工程應(yīng)用中很多非完整系統(tǒng)的約束條件中都包含有時(shí)間變量.對(duì)這些仿射約束或非恒穩(wěn)仿射約束的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及與之聯(lián)系的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的研究,目前尚屬空白.研究運(yùn)動(dòng)學(xué)約束部分具有

2、仿射約束或非恒穩(wěn)仿射約束而動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)具有不確定性的非完整動(dòng)力系統(tǒng)的建模,鎮(zhèn)定問(wèn)題和跟蹤控制問(wèn)題,具有重要的理論意義和實(shí)際的工程意義。但因?yàn)檫@些問(wèn)題涉及面廣,所以有一定的研究難度.本文致力于探討這類系統(tǒng)的建模,鎮(zhèn)定問(wèn)題和跟蹤控制問(wèn)題。
　　本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)之一就是利用D′Alembert-Lagrange原理,Euler-Lagrangian公式和非恒穩(wěn)仿射約束方程首次建立了具有不確定擾動(dòng)的非恒穩(wěn)仿射約束下的非完整系統(tǒng)和具有擾動(dòng)及隨

3、機(jī)時(shí)間變量未知系數(shù)的非恒穩(wěn)仿射約束的非完整系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型。并在此基礎(chǔ)上,研究了非恒穩(wěn)仿射約束的非完整系統(tǒng)的綜合軌跡跟蹤控制問(wèn)題和有擾動(dòng)及隨機(jī)時(shí)間變量未知系數(shù)的非恒穩(wěn)仿射約束的非完整系統(tǒng)的合自動(dòng)跟蹤控制問(wèn)題。利用建立的動(dòng)力學(xué)模型和Lyapunov穩(wěn)定性理論,提出了一類在實(shí)際應(yīng)用中簡(jiǎn)單易行的綜合自適應(yīng)跟蹤控制器和參數(shù)更新規(guī)則。研究了帶擾動(dòng)的非恒穩(wěn)仿射約束的不確定非完整系統(tǒng)的自適應(yīng)滑模跟蹤控制問(wèn)題和系統(tǒng)的相對(duì)平衡狀態(tài)流形的混合魯棒自

4、適應(yīng)反饋鎮(zhèn)定問(wèn)題。
　　另一方面,在解決控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題中,線性矩陣不等式(LMI)得到了廣大專家學(xué)者日益廣泛的重視和應(yīng)用.但是線性矩陣不等式也有著必須要構(gòu)造線性矩陣等缺點(diǎn),本文根據(jù)正定矩陣的定義性質(zhì)及二次型,標(biāo)準(zhǔn)二次型的定義及它們之間的關(guān)系,首次得到了一個(gè)基于matlab優(yōu)化工具箱中的fmincon函數(shù)的MINC方法。從理論推導(dǎo)及數(shù)值例子都可以看出與線性矩陣不等式方法相比,MINC方法可以應(yīng)用于非線性矩陣,因而MIN