具有约束特性的非线性系统的跟踪控制研究

发布时间：2020-12-18 00:51

　　由于控制系统元器件的物理局限性、系统的性能需求、安全需要以及环境保护等因素的影响,实际控制系统会受到各种形式的约束特性的限制。近年来,状态、输出受约束非线性系统的跟踪控制问题受到了广泛的关注。为了更好的满足工程应用需求以及完善现有的非线性系统理论,有必要针对状态、输出受约束的非线性系统深入研究其各类控制问题。本文利用障碍Lyapunov函数与其他各种先进控制技术相结合研究状态、输出受约束非线性系统的跟踪控制问题,主要研究成果包括:1.针对全状态约束的纯反馈非线性系统,利用基于障碍Lyapunov函数的自适应反步递推控制方法与动态面相结合设计了跟踪控制器。所设计的控制器在满足状态约束的前提下保证了闭环系统的所有信号最终有界,并且跟踪误差收敛于原点的任意小的邻域内。动态面的引入避免了反步设计中虚拟控制量的高阶求导,简化了控制器的设计过程,降低了控制的复杂性。2.针对一类含有非对称时变全状态约束的严格反馈非线性系统,在系统参数完全已知和存在不确定性两种情况下,基于时变非对称障碍Lyapunov函数设计了跟踪控制器。提出了一种消除反步递推设计所带来的高阶耦合项的方法,两种情况下系统在满足时变全... 

【文章来源】：曲阜师范大学山东省

【文章页数】：112 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 非线性系统的研究现状
        1.2.1 几种非线性系统控制方法概述
        1.2.2 具有约束特性非线性系统的研究现状
    1.3 论文的主要研究内容和结构安排
第二章 预备知识
    2.1 稳定性概念和相关定义、定理
    2.2 障碍Lyapunov函数（BLF）定义及相关结论
    2.3 一些相关引理及常用不等式
第三章 全状态受约束纯反馈非线性系统的动态面控制
    3.1 引言
    3.2 问题描述
    3.3 基于障碍Lyapunov函数和动态面的反步递推设计
    3.4 主要结果
    3.5 仿真举例
    3.6 本章小结
第四章 具有时变全状态约束的纯反馈非线性系统的跟踪控制
    4.1 引言
    4.2 问题描述
    4.3 基于时变非对称障碍Lyapunov函数的状态反馈控制器设计
        4.3.1 无扰动的纯反馈非线性系统的控制器设计
        4.3.2 带扰动的纯反馈非线性系统的控制器设计
    4.4 仿真举例
    4.5 本章小结
第五章 受约束严格反馈非线性系统有限时间跟踪控制
    5.1 引言
    5.2 问题描述
    5.3 全状态静态约束非线性系统的有限时间跟踪控制
        5.3.1 状态反馈控制器设计
        5.3.2 主要结果
        5.3.3 仿真举例
    5.4 时变输出约束非线性系统的有限时间跟踪控制
        5.4.1 状态反馈控制器设计
        5.4.2 主要结果
        5.4.3 仿真举例
    5.5 本章小结
第六章 控制方向未知的全状态约束非线性系统的跟踪控制
    6.1 引言
    6.2 问题描述
    6.3 自适应鲁棒控制器设计
    6.4 主要结果
    6.5 仿真举例
    6.6 本章小结
第七章 全文工作总结与展望
    7.1 全文工作总结
    7.2 未来工作展望
参考文献
攻读博士学位期间完成的学术论文
致谢



本文编号：2923029