高阶随机非线性系统的控制器设计与稳定性分析

来源 :东北大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:qqwj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,高阶随机非线性系统的控制设计问题受到越来越多的关注。从系统模型的角度来看,高阶随机非线性系统是已经得到大量研究的严格反馈随机非线性系统的更一般化形式。另外,高阶随机非线性系统还包含了一类现实中非常重要的欠驱动、弱耦合的机械系统。因此,高阶随机非线性系统的控制问题具有重要的理论和实际意义。然而,这一类控制问题不能用反馈线性化的方法来解决。针对几类高阶随机非线性系统,本文研究其状态反馈和输出反馈控制器设计问题。通过利用积分反推方法、齐次占优技术以及一些重要的不等式,分别设计了镇定的状态反馈和输出反馈控制器,并且给出了控制器的具体设计过程。另外,借助于随机微分方程的存在唯一性理论和随机非线性系统的稳定性理论,给出了相应系统的稳定性分析。数值例子和仿真结果验证了本文所提方法的优越性与有效性。本文的主要内容分为以下五个部分:研究了一类高阶随机非线性系统的状态反馈镇定问题。这一类系统既不能反馈线性化也不仿射于控制输入,并且不满足严格三角条件。在一些适当的假设条件下,通过对不满足严格三角条件的随机非线性系统构造一种系统化的设计方法,设计了光滑状态反馈控制器。这种控制器保证了闭环系统在[0,∞)上几乎处处有唯一解,闭环系统在原点的平衡点是依概率全局渐近稳定的。最后,数值例子验证了控制方案的有效性。基于齐次占优理论和积分反推技术,研究了一类高阶随机非线性系统的状态反馈镇定问题。完全取消了高阶随机非线性系统所需要的阶次限制,并且把增长条件放宽到更一般化的形式。所设计的状态反馈控制器保证了闭环系统在[0,∞)上几乎处处有唯一解,闭环系统在原点的平衡点是依概率全局渐近稳定的,并且解决了依概率逆最优镇定的问题。最后,数值仿真例子验证了状态反馈控制器的有效性。研究了一类既不能反馈线性化也不仿射于控制输入的大规模高阶随机非线性系统的分散状态反馈镇定问题。在一些适当的假设条件下,设计了光滑的分散状态反馈控制器。这种控制器保证了闭环系统在[0,∞)上几乎处处有唯一解,闭环系统在原点的平衡点是依概率全局渐近稳定的,并且解决了依概率分散逆最优镇定的问题。数值算例进一步说明了所提方法的有效性。研究了一类高阶随机非线性系统的输出反馈镇定问题。这一类系统的扩散项除了依赖输出以外,还依赖不可量测的状态。通过引入新的刻划变换,采用有效的观测器,选择恰当的Lyapunov函数,所设计的光滑输出反馈控制器保证了闭环系统在原点的平衡点是依概率全局渐近稳定的,输出可以几乎处处调节到零,并且解决了输出反馈依概率逆最优镇定的问题。最后,几个数值例子验证了输出反馈控制器的有效性。研究了一类更一般的高阶随机非线性系统的输出反馈镇定问题。这类高阶随机非线性系统具有更一般的阶次条件和非线性增长条件。利用积分反推方法和齐次占优技术,完全取消了高阶系统的阶次限制,放宽了非线性增长条件。所设计的输出反馈控制器保证了闭环系统在[0,∞)上几乎处处有唯一解,闭环系统在原点的平衡点是依概率全局渐近稳定的。最后,数值例子验证了控制方案的有效性。最后对全文所做的工作进行了总结,并指出了下一步研究的方向。
其他文献
介绍广西气象档案信息网的设计目标和实现过程,分析用户需求,信息网站的建设技术和方法。
人工免疫系统(Artificial Immune System, AIS)是一种新的软计算技术,在过去的十多年间得到了迅速的发展。由于具有强大的信息处理能力,AIS被广泛应用于各种领域,尤其是机器
提出了基于Web Component的页面分解算法.首先将HTML页面格式化为XHTML形式,然后根据XHTML页面生成DOM Tree,从中分析、抽取Web Component作为独立实体,并给这些Web Component分
塑料制品表面装饰加工西北工业大学邱明恒(710072)相当多的塑料制品在成型的同时即达到了预定的表观要求,但也有不少制品由于技术上或经济上的原因,需在成型后借助各种表面装饰加工后才
整数阶系统是有限维的,而分数阶系统由于具于分数的微积分阶次,系统是无限维的,因此分数阶系统的研究具有更为重要的意义。随着分数阶微积分理论在各个研究领域的渗透,它与控
在对德国大众汽车公司生产的高尔夫A3型轿车行李箱盖的使用材料性能进行实验研究的基础上。建立了三维数学模型,利用I-deas工程软件对其有限元计算,并通过实验对结果进行验证,最
从商学院的历史来看,商学院本身是职业学院,地位不是很高。对于素质教育、博雅教育这种比较高端的教育来说,商学院这种赚钱的学科很难登大学的大雅之堂,但不能否定它有其内在的社
今天的布加勒斯特平静而美丽。当年的统治者住过的宫殿已成旅游景点,而15年前的那场暴烈事件,却是整个东欧剧变中最让人惊心动魄的。
在简要介绍基于实例推理的冲模设计方法基础上,给出了基于粗糙集的冲模设计实例知识表达系统,然后提出了基于粗糙集理论的冲模实例特征属性约简和权值确定方法,即首先利用粗糙集理论判断实例特征属性的重要度,并将其进行规范化处理,得到各特征属性的权值.该方法可有效地克服传统权值确定方法中对主观经验的过分依赖.最后,以冲压件排料间隙的确定为例,说明了该方法有效性.