本文關(guān)鍵詞：不確定非線性系統(tǒng)的時變和不連續(xù)控制方法，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：不確定非線性系統(tǒng)的反饋控制是控制理論中一個熱點研究領(lǐng)域,廣泛應用于機器人系統(tǒng)、航天系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)等.與線性系統(tǒng)相比,非線性系統(tǒng)對實際系統(tǒng)的描述更精確,但研究起來更復雜,往往需要抽象的現(xiàn)代數(shù)學工具和復雜控制設計方法.另一方面,對實際系統(tǒng)來說,由于存在測量誤差以及受外部干擾等的影響,不確定性不可避免地存在于系統(tǒng)中,這些不確定性的存在加大了系統(tǒng)的控制難度,給現(xiàn)有的控制理論提出了挑戰(zhàn).因此,對不確定非線性系統(tǒng)反饋控制的研究既有理論價值又有實際意義.一般來說,與連續(xù)反饋控制相比,連續(xù)時變反饋控制和不連續(xù)反饋控制的控制能力更強.受此啟發(fā),本文針對當系統(tǒng)存在嚴重不確定性/未知性,嚴重時變性或強非線性時,現(xiàn)有控制框架難以實施的現(xiàn)狀,發(fā)展了不確定非線性系統(tǒng)的時變和不連續(xù)控制方法,解決了幾類更一般的非線性系統(tǒng)的反饋鎮(zhèn)定問題,本質(zhì)上放寬了對系統(tǒng)的假設.首先,本文研究了一類不確定時變非線性系統(tǒng)的全局輸出反饋鎮(zhèn)定問題.系統(tǒng)的顯著特征為未知的控制系數(shù)和增長率為本質(zhì)時變的和多項式輸出的不可測狀態(tài)增長,因而與現(xiàn)有文獻相比,系統(tǒng)包含強非線性、嚴重不確定性/未知性和嚴重時變性,這也使得現(xiàn)有文獻中的控制設計方法不再適用.為此,發(fā)展了時變自適應控制設計方法,而不是純自適應方法,實現(xiàn)了系統(tǒng)的全局輸出反饋鎮(zhèn)定.此外,當系統(tǒng)存在加性輸入干擾時,所設計的控制器仍然有效.需指出的是,干擾不必是周期的且不必被已知常數(shù)所限制,因而本質(zhì)不同于已有結(jié)果.其次,本文針對一類帶有較弱假設條件的高階不確定非線性系統(tǒng),研究了全局輸出反饋鎮(zhèn)定問題.本質(zhì)不同于現(xiàn)有文獻,所研究系統(tǒng)同時包含強非線性、嚴重未知性、不可測性和時變性,這體現(xiàn)在未知時變控制系統(tǒng)和帶有增長率為未知時間和輸出函數(shù)的高階和低階不可測狀態(tài)增長.認識到自適應技術(shù)難以實施,通過聯(lián)合時變方法、確定等價原理和齊次控制方法,提出了時變設計框架.通過適當選取設計函數(shù),所設計的控制器使得閉環(huán)系統(tǒng)所有信號有界且最終趨于零.再次,本文針對一類不確定非線性系統(tǒng),研究了基于切換和學習策略的全局自適應鎮(zhèn)定.所研究系統(tǒng)同時包含未知控制方向、未知輸入干擾和未知增長率,這使得所研究問題更具挑戰(zhàn)性且本質(zhì)不同于已有文獻的結(jié)果.為解決該問題,通過綜合反推技術(shù)、自適應學習和自適應切換,一個基于切換和學習的自適應框架被提出.所設計的控制保證了閉環(huán)系統(tǒng)所有信號有界,且閉環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)全局收斂到零.最后,本文研究了一類控制系數(shù)未知的高階不確定非線性系統(tǒng)的自適應鎮(zhèn)定控制設計.盡管該問題已經(jīng)得到解決,但是所設計的控制器是非線性反饋形式,較為復雜.與現(xiàn)有文獻不同,本部分通過綜合運用增加冪積分技術(shù)和切換自適應控制方法,給出了該控制問題的更為簡單且易于實現(xiàn)的新型線性反饋控制器,使得系統(tǒng)狀態(tài)有界且最終趨于零.值得指出的是,與切換自適應控制文獻相比,本部分所研究的非線性系統(tǒng)具有更嚴重的不確定/未知性和更強的非線性,這主要體現(xiàn)在未知的系統(tǒng)控制系數(shù)和更高的系統(tǒng)的冪次中.總之,本文所提控制方法對嚴重不確定性/未知性和嚴重時變性具有很強的補償能力,且容易與現(xiàn)有的控制框架相結(jié)合,這對解決現(xiàn)有框架不能解決的問題提供新途徑.此外,以上各個部分都給出了數(shù)值仿真算例,從而驗證了所提方法的有效性.

  本文關(guān)鍵詞：不確定非線性系統(tǒng)的時變和不連續(xù)控制方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。