有输出不确定性的非线性系统的稳定控制设计

来源 :曲阜师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuanxuaner8
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过去几十年来,非线性系统的输出反馈控制研究在学术界得到了广泛的关注.其中,最为复杂的任务之一是重构无法被准确测量的状态变量.为了克服这一困难,学者们提出了基于输出函数信息的一系列观测器,比如高增益观测器,-滤波器,齐次观测器等.同时结合包括反推技术,滑模控制,增加幂次积分法和时变反馈在内的控制方法,促进了具有不同结构形式的不确定非线性系统的输出反馈镇定问题的研究.值得指出的是,由于技术的限制,传感器通常无法准确检测系统的输出变量,从而使得输出函数的实际值不可避免地偏离其标称值.因此,研究具有不确定输出函数的非线性系统的镇定开启了控制方法研究的新思路.文章主要研究了以下两个方面的内容:一、具有时变输出函数的非线性级联系统的全局输出反馈镇定本部分主要讨论一类具有时变输出函数的非线性级联系统的全局输出反馈镇定问题.利用双增益方法,设计了一种线性输出反馈控制器,从而确保闭环系统的全局渐近稳定性.本部分的贡献在于构造了一个既适用于上三角系统又适用于下三角系统的李雅普诺夫函数,并首次解决了由测量误差导致的不确定性对级联系统的影响.最后,给出的数值仿真例子进一步说明了控制策略的有效性.二、具有时变输出函数的非线性系统的全局有限时间输出反馈镇定本部分主要研究一类具有未知时变输出函数的非线性系统的全局有限时间输出反馈镇定问题.现有的控制方案中的观测器都需要准确的输出信息,而由于系统检测不准确所产生的连续测量误差使现有的控制方案不再适用,因此本部分提出了一种新的有限时间收敛观测器,通过避免使用非线性输出函数的信息,成功地克服了这一障碍.同时,本部分利用齐次占优技术和增加幂次积分法,设计了由多个嵌套的符号函数组成的输出反馈控制器.最后,给出的数值仿真例子进一步说明了控制策略的正确性.
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