關(guān)于非線性標(biāo)準(zhǔn)型系統(tǒng)輸出調(diào)節(jié)問(wèn)題的研究.pdf

1、非線性系統(tǒng)的輸出調(diào)節(jié)問(wèn)題（又叫伺服補(bǔ)償問(wèn)題）作為控制論的一個(gè)重要分支一直以來(lái)得到了廣泛的關(guān)注.通過(guò)引入伺服補(bǔ)償器（又叫內(nèi)模單元）能夠使系統(tǒng)達(dá)到漸近穩(wěn)定，所以一直以來(lái)被認(rèn)為是解決輸出調(diào)節(jié)問(wèn)題最有效也是應(yīng)用最廣泛的手段.本文采用內(nèi)模原理研究了最小相位系統(tǒng)輸出反饋情況下的實(shí)際調(diào)節(jié)問(wèn)題，自適應(yīng)輸出調(diào)節(jié)問(wèn)題，非最小相位系統(tǒng)的輸出調(diào)節(jié)問(wèn)題，以及基于高增益觀測(cè)器的分離原理.取得了如下創(chuàng)新性成果:
　　1.針對(duì)存在內(nèi)模擾動(dòng)的一類最小相位非線性標(biāo)準(zhǔn)

2、型系統(tǒng)，首次提出向量李雅普諾夫函數(shù)方法來(lái)解決實(shí)際輸出調(diào)節(jié)問(wèn)題.該方法可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)誤差上界是內(nèi)模擾動(dòng)的一次線性函數(shù)，因此相比于標(biāo)量二次型李雅普諾夫函數(shù)大大降低了所得穩(wěn)態(tài)誤差的保守性.并且引入了控制器設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)節(jié)機(jī)制，從而解決了此類系統(tǒng)的實(shí)際調(diào)節(jié)問(wèn)題.
　　2.針對(duì)外部系統(tǒng)存在不確定參數(shù)的一類最小相位非線性標(biāo)準(zhǔn)型系統(tǒng)，提出了一種新型自適應(yīng)調(diào)節(jié)器并達(dá)到了半全局（semiglobal）的漸近調(diào)節(jié).本文提出的自適應(yīng)內(nèi)模不僅適用于均

3、衡實(shí)現(xiàn)內(nèi)模，更適用于能控規(guī)范型內(nèi)模，當(dāng)使用能控規(guī)范型內(nèi)模的時(shí)候，在線估計(jì)的參數(shù)較使用均衡實(shí)現(xiàn)內(nèi)模時(shí)可以減少一半，并且可以通過(guò)使用縮放因子使被估計(jì)的參數(shù)范圍任意調(diào)整，從而增加了數(shù)值穩(wěn)定性.并且，此處的半全局的漸近調(diào)節(jié)是在對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)估計(jì)時(shí)缺少持續(xù)激勵(lì)(Persistent Excitation)的情況下達(dá)到的.當(dāng)存在持續(xù)激勵(lì)的情況下，系統(tǒng)原點(diǎn)是半全局漸近穩(wěn)定和局部指數(shù)穩(wěn)定的.
　　3.針對(duì)缺少持續(xù)激勵(lì)情況下的自適應(yīng)系統(tǒng)，建立

4、了一種新的基于高增益觀測(cè)器的分離原理.現(xiàn)有的基于高增益觀測(cè)器的分離原理都要求狀態(tài)反饋下的閉環(huán)系統(tǒng)存在一個(gè)漸近穩(wěn)定的不變集，然而當(dāng)內(nèi)模的部分模式被激勵(lì)（即自適應(yīng)系統(tǒng)缺少持續(xù)激勵(lì)條件）的情況下，這樣的不變集是不存在的.本文首次建立了在缺少持續(xù)激勵(lì)情況下的自適應(yīng)系統(tǒng)，基于高增益觀測(cè)器的非局部的非線性分離原則.通過(guò)調(diào)節(jié)輸出反饋?zhàn)赃m應(yīng)調(diào)節(jié)器的參數(shù)，可以使所形成的系統(tǒng)狀態(tài)軌跡接近于狀態(tài)反饋下的理想滑模控制器所形成的軌跡.
　　4.針對(duì)提出的自

5、適應(yīng)調(diào)節(jié)器，在引入內(nèi)模擾動(dòng)的情況下，通過(guò)三重時(shí)域方法建立了自適應(yīng)實(shí)際調(diào)節(jié).這里需要內(nèi)模的所有模式是激活的，并且對(duì)內(nèi)模增加了可觀性要求.本創(chuàng)新點(diǎn)是多重時(shí)域方法在非線性實(shí)際調(diào)節(jié)問(wèn)題的一個(gè)新應(yīng)用.
　　5.針對(duì)一類非最小相位非線性標(biāo)準(zhǔn)型系統(tǒng)，本文提出了條件積分器方法來(lái)達(dá)到半全局的漸近調(diào)節(jié).本文將這個(gè)問(wèn)題歸結(jié)為兩個(gè)輔助性問(wèn)題，并且利用奇異擾動(dòng)方法推導(dǎo)出這兩個(gè)輔助性問(wèn)題可以被同時(shí)求解.而且，推導(dǎo)出在解決非最小相位系統(tǒng)的輸出調(diào)節(jié)問(wèn)題中，新增的