不確定非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)實(shí)用輸出跟蹤控制.pdf

1、非線性伺服問題或非線性輸出調(diào)節(jié)問題指的是設(shè)計(jì)反饋控制律使得非線性系統(tǒng)的輸出漸近地跟蹤給定的參考信號(hào)，消除輸入干擾的影響，且能保證閉環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)部穩(wěn)定性。在過去的幾十年里，這個(gè)問題受到了眾多專家學(xué)者的重視，并得到了很多重要的結(jié)果。本文將對幾類非線性系統(tǒng)的輸出跟蹤問題進(jìn)行研究。主要工作概括如下： 研究了一類含有參數(shù)不確定和非線性函數(shù)不確定的可反饋線性化系統(tǒng)的魯棒自適應(yīng)輸出跟蹤控制問題。利用backstepping方法設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)光

2、滑狀態(tài)反饋控制器，使系統(tǒng)的輸出跟蹤給定的參考信號(hào)。在參考信號(hào)和其一階導(dǎo)數(shù)均為有界的條件下，得到了全局輸出跟蹤，且閉環(huán)系統(tǒng)的所有信號(hào)全局一致有界?？刂破髟O(shè)計(jì)中僅需要參考信號(hào)和其一階導(dǎo)數(shù)的界，擴(kuò)大了可跟蹤參考信號(hào)的范圍。 研究了一類具有不可控不穩(wěn)定線性化的高次下三角結(jié)構(gòu)的非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)實(shí)用輸出跟蹤控制問題。這類系統(tǒng)的線性化系統(tǒng)具有不可控模式且該模式在右半平面有根，漸近跟蹤是不可能的。應(yīng)用修正的自適應(yīng)增加冪積分方法，設(shè)計(jì)了一種新型

3、的光滑狀態(tài)反饋?zhàn)赃m應(yīng)控制器，得到了全局實(shí)用輸出跟蹤，且能保證閉環(huán)系統(tǒng)所有信號(hào)全局有界。設(shè)計(jì)中僅要求參考信號(hào)和其一階導(dǎo)數(shù)是有界的，并不要求參考信號(hào)具有n階導(dǎo)數(shù)。 針對一類具有不可控不穩(wěn)定線性化的高次非線性系統(tǒng)，在其虛擬控制系數(shù)未知但其符號(hào)已知的條件下，研究了自適應(yīng)輸出跟蹤控制問題。該類系統(tǒng)既不具有反饋線性化性質(zhì)，對輸入也沒有仿射特性。首先在虛擬控制系數(shù)的上下界為己知常數(shù)的假設(shè)條件下，設(shè)計(jì)了光滑自適應(yīng)狀態(tài)反饋控制器，保證閉環(huán)系統(tǒng)的所

4、有信號(hào)全局一致有界，且使得輸出跟蹤誤差進(jìn)入原點(diǎn)的小鄰域內(nèi)。然后考慮了虛擬控制系數(shù)的上下界為函數(shù)的情況。這時(shí)被控系統(tǒng)可能不是下三角結(jié)構(gòu)。所設(shè)計(jì)的自適應(yīng)控制器是一維的。 在虛擬控制系數(shù)的符號(hào)未知的條件下，研究了具有不可穩(wěn)定線性化和非線性參數(shù)化的非線性系統(tǒng)的輸出跟蹤控制問題。當(dāng)系統(tǒng)的虛擬控制系數(shù)符號(hào)未知時(shí)，其控制問題是非常困難的。借助于Nussbaum-type增益技術(shù)和增加冪積分方法，設(shè)計(jì)了一種新型的自適應(yīng)控制器。首先研究了僅有高頻

5、增益為未知的情況，然后考慮了所有控制系數(shù)都是未知的情況。所設(shè)計(jì)的自適應(yīng)控制器能保證閉環(huán)系統(tǒng)的所有信號(hào)全局一致有界，且通過適當(dāng)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)可以使系統(tǒng)的輸出跟蹤誤差在有限時(shí)間之后適當(dāng)小。 研究了一類非線性串聯(lián)系統(tǒng)的自適應(yīng)輸出跟蹤控制問題。在僅有部分狀態(tài)可測的條件下，應(yīng)用改變儲(chǔ)存函數(shù)率的思想和增加冪積分方法，設(shè)計(jì)了一種部分狀態(tài)反饋連續(xù)自適應(yīng)控制器。在參考信號(hào)的界和未知參數(shù)的界都未知的情況下，得到了全局實(shí)用輸出跟蹤?？刂破鲀H用到參考信號(hào)