非對(duì)稱非光滑受限輸入非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定跟蹤控制.pdf

1、實(shí)際工程系統(tǒng)中的控制輸入大部分都屬于飽和輸入形式，并且是非對(duì)稱和非光滑的，而且大部分的參數(shù)都是不確定的，系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行中也不可避免會(huì)出現(xiàn)執(zhí)行器的故障問(wèn)題。考慮到大多數(shù)工程系統(tǒng)存在著以上問(wèn)題，本文針對(duì)非對(duì)稱非光滑飽和輸入與執(zhí)行器故障的多種不確定因素非線性系統(tǒng)展開(kāi)了深入的研究。
　　首先，研究了一類非對(duì)稱非光滑飽和輸入與執(zhí)行器故障的一般形式高階非線性系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了魯棒自適應(yīng)控制方案和容錯(cuò)控制方案。該控制方案中引入一個(gè)定義良好的非對(duì)稱光滑

2、函數(shù)，目的是用該函數(shù)來(lái)近似非光滑的飽和輸入函數(shù)。并且該方案與大多數(shù)用于高階非線性系統(tǒng)的現(xiàn)有控制方案不同，大多數(shù)方案都需要假設(shè)控制增益是未知常數(shù)，本文設(shè)計(jì)的控制器只需要控制增益是有界時(shí)變函數(shù)。在這項(xiàng)研究工作中，所設(shè)計(jì)的控制方案可以保證系統(tǒng)所有的閉環(huán)信號(hào)是全局統(tǒng)一有界的，并且該方法通過(guò)Lyapunov穩(wěn)定性理論嚴(yán)格證明。仿真研究的結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的控制方案的有效性。
　　其次，研究并探討了一類非對(duì)稱非光滑控制輸入與執(zhí)行器故障的嚴(yán)格反饋

3、非線性系統(tǒng)。針對(duì)這類系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出了廉價(jià)計(jì)算的魯棒自適應(yīng)動(dòng)態(tài)面控制器和容錯(cuò)控制器。方案中通過(guò)引入三種定義良好的非對(duì)稱光滑函數(shù)和一種Nussbaum類型函數(shù)，前者用來(lái)對(duì)非對(duì)稱非光滑的控制輸入函數(shù)進(jìn)行近似，后者用來(lái)解決未知的時(shí)變控制增益難控制的問(wèn)題。這與大多數(shù)現(xiàn)有方法相比，其顯示出幾個(gè)吸引人的特征。例如能夠處理隨時(shí)間變化的未知控制增益和參數(shù)不確定性；能夠處理非對(duì)稱和非光滑控制輸入的情況而不需要控制輸入函數(shù)界限的先驗(yàn)知識(shí)；能夠適應(yīng)意外的執(zhí)行器故

4、障；并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和計(jì)算成本低。在所提出的控制方案的調(diào)節(jié)下，閉環(huán)系統(tǒng)中的所有信號(hào)最終都能達(dá)到半全局均勻最終有界。最后，利用仿真研究所得到的結(jié)果來(lái)證明所提出的控制器設(shè)計(jì)方法的可行性。所提出的設(shè)計(jì)方法能夠有效地解決所有這一類的非對(duì)稱非光滑控制輸入與執(zhí)行器故障的非線性系統(tǒng)的控制問(wèn)題。
　　本文解決了同時(shí)具有非對(duì)稱非光滑飽和輸入、外部擾動(dòng)、控制增益時(shí)變、參數(shù)不確定和不可測(cè)的執(zhí)行器故障等多種不確定因素的一般高階非線性系統(tǒng)和嚴(yán)格反饋非線性系統(tǒng)對(duì)