【摘 要】
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切换系统因广泛的应用背景而备受关注。另一方面,耗散性理论为非线性系统分析和设计的有力工具,并已形成系统的理论体系。但对于切换系统耗散性的研究,尤其是不确定切换系统,尚未形成完整体系。本文主要研究切换非线性系统的拟耗散性及基于耗散性的自适应镇定、跟踪等问题。并通过仿真验证所提出方法的有效性。主要内容概括如下:(1)针对切换离散时间非线性系统,研究了输出反馈无源化及自适应输出反馈镇定问题。首先,利用多
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切换系统因广泛的应用背景而备受关注。另一方面,耗散性理论为非线性系统分析和设计的有力工具,并已形成系统的理论体系。但对于切换系统耗散性的研究,尤其是不确定切换系统,尚未形成完整体系。本文主要研究切换非线性系统的拟耗散性及基于耗散性的自适应镇定、跟踪等问题。并通过仿真验证所提出方法的有效性。主要内容概括如下:(1)针对切换离散时间非线性系统,研究了输出反馈无源化及自适应输出反馈镇定问题。首先,利用多存储函数多供给率方法刻画系统无源性,并给出了无源的条件。其次,在零动态是无源的条件下,解决了输出反馈无源化问题。进而结合切换自适应控制技术,实现了自适应输出反馈镇定。最后,给出了反馈无源子系统与非反馈无源子系统总激活时间比的下界,保证了零动态的无源性。(2)针对切换离散时间非线性系统,研究了几何拟耗散性及有界性。首先,提出几何拟耗散概念,并证明了闭环系统的一致最终有界性。与耗散系统不同,拟耗散系统自身产生能量。其次,给出了几何拟耗散的充分条件。基于此条件,设计了更一般的状态切换律,最后,设计了一个依赖于状态的复合切换律,使互联切换系统是几何拟(Q,S,R)耗散的。(3)针对切换离散时间非线性系统,讨论了几乎无源性及有界性。首先,提出几乎无源性概念,并得到了闭环系统的一致最终有界性。几乎无源性意味着每个激活子系统在某个球外是无源的,比几何拟无源更广。其次,给出几乎无源性条件,提出了一种比最小切换律更一般的设计方法。最后,通过设计切换律和控制器实现反馈几乎无源化。(4)针对切换连续时间非线性系统,研究了指数拟无源化及其镇定问题。首先,提出了指数拟无源的概念,利用多存储函数方法获得闭环系统实用稳定性。其次,通过设计依赖于状态的切换律和反馈控制器解决指数拟无源化问题。最后,将指数拟无源化方法和Backstepping技术结合,解决切换严格反馈系统的镇定问题。该结果克服了相对阶为1和最小相位的限制。(5)针对含有未知函数的严格反馈切换非线性系统,利用指数拟无源理论,解决了输出跟踪问题。首先,提出了切换非线性系统指数拟无源的概念,并得到闭环系统半全局一致最终有界性。其次,将拟无源化方法与神经网络自适应反步技术相结合解决了含有未知函数切换严格反馈非线性系统的输出跟踪问题。
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