幾類不確定非線性系統(tǒng)輸出反饋控制分析與設計.pdf

1、不確定非線性系統(tǒng)的反饋控制是控制科學中的核心問題，廣泛地存在于工業(yè)、國防等現實生活中，例如，欠驅動吊車的防擺定位控制問題，機器人運動控制，航天器的魯棒姿態(tài)跟蹤控制等.近幾十年來，隨著科技的飛速發(fā)展，實際系統(tǒng)中會有更強的非線性和更多的不確定因素，如何尋找有效的控制設計方法來實現不確定非線性系統(tǒng)的控制目標已經受到控制理論界學者的持續(xù)關注.
　　在不確定非線性系統(tǒng)中，更強的非線性和更多的不確定因素會使得非線性系統(tǒng)更具有一般化，但這也會使

2、得在非線性系統(tǒng)控制分析與設計過程中可能會出現本質性的困難.當實際系統(tǒng)中的狀態(tài)不能全部可用時，基于輸出反饋的不確定非線性系統(tǒng)控制分析與設計就顯得非常必要.當系統(tǒng)允許有了更多的非線性和不確定性，對不確定非線性系統(tǒng)進行控制分析與設計就會變得更困難.基于此，本文研究了幾類不確定非線性系統(tǒng)的全局輸出反饋控制.
　　利用死區(qū)思想和反推方法，通過引入適當的動態(tài)高增益來處理系統(tǒng)中的非線性以及來自系統(tǒng)和被跟蹤信號中嚴重的未知性，并構造合適的高增益觀

3、測器來重構系統(tǒng)的不可測狀態(tài)，本文研究了幾類不確定非線性系統(tǒng)的全局自適應輸出反饋跟蹤和一類隨機非線性系統(tǒng)的全局輸出反饋鎮(zhèn)定，研究內容包含以下四個方面:
　　一、具有函數控制系數的不確定非線性系統(tǒng)的全局自適應輸出反饋實際跟蹤
　　該部分內容是論文的第三章，主要研究了一類具有函數控制系數的全局自適應輸出反饋實際跟蹤.與已有緊密相關的結果有著本質不同的是，所研究的系統(tǒng)控制系數是系統(tǒng)輸出的函數，并且系統(tǒng)本身和參考信號中含有嚴重的未知性

4、.為實現全局實際跟蹤，首先引入一個高增益觀測器來重構系統(tǒng)的不可測狀態(tài)，然后設計出一個自適應輸出反饋控制器.值得強調的是，所設計的觀測器和控制器中的增益是時間和輸出的函數，并且通過引入一個新的高增益自適應律來克服額外的系統(tǒng)非線性和上面提到的嚴重的未知性.所設計的控制器保證了閉環(huán)系統(tǒng)的所有狀態(tài)都是全局有界的，并且進一步有，跟蹤誤差在經過一段有限時間后最終會達到充分小.
　　二、不確定非線性系統(tǒng)的全局自適應輸出反饋實際跟蹤的進一步結果<

5、br>　　該部分內容是本文的第四章，主要研究了一類不確定非線性系統(tǒng)的全局自適應輸出反饋跟蹤.與已有文獻中的結果不同，所研究系統(tǒng)的控制系數是輸出的函數，系統(tǒng)非線性增長率是輸出的多項式，并且系統(tǒng)非線性和參考信號中含有嚴重的未知性.為解決該問題，引入一個高增益觀測器來重構系統(tǒng)的不可測狀態(tài)，這里的高增益是兩個動態(tài)增益的乘積:其中一個是用來補償增長率中的系統(tǒng)輸出的多項式，另外一個用來克服來自系統(tǒng)和參考信號中的嚴重未知性以及來自函數控制系數中的額外

6、系統(tǒng)非線性.基于高增益觀測器，成功設計出一個自適應輸出反饋控制器保證了對系統(tǒng)的任何初始條件，所有閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)都是有界的，并且跟蹤誤差在經過一段有限時間后最終會達到充分小.
　　三、擁有更多未知性的非線性系統(tǒng)全局自適應輸出反饋實際跟蹤
　　該部分內容是本文的第五章，主要研究了一類不確定非線性系統(tǒng)的全局自適應輸出反饋實際跟蹤.與已有緊密相關文獻中的結果不同，這里所研究的系統(tǒng)擁有未知的時變控制系數和系統(tǒng)輸出的多項式增長率，與此同

7、時，系統(tǒng)非線性和參考信號中允許有嚴重的未知性.為解決該問題，首先設計一個自適應觀測器來重構系統(tǒng)的不可測狀態(tài)，其中，引入一個新的動態(tài)增益來補償系統(tǒng)非線性和參考信號中的嚴重未知性.基于此，由反推方法成功設計出的自適應輸出反饋控制器使得閉環(huán)系統(tǒng)的所有狀態(tài)都是有界的，并且跟蹤誤差在經過一段有限時間后最終會達到充分小.
　　四、具有函數控制系數的隨機非線性系統(tǒng)全局輸出反饋鎮(zhèn)定
　　該部分內容為本文的第六章，主要研究了一類帶有函數控制系