非线性系统的有限给定时间控制问题研究及其应用

发布时间：2017-06-30 11:20

  本文关键词：非线性系统的有限给定时间控制问题研究及其应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在控制理论的研究中,Lyapunov稳定性理论被大家广泛关注.而在实际应用中,如翼伞系统,导弹系统,通信网络系统等对时间要求很高,通常的Lyapunov稳定并不能达到理想的控制效果,有时还会因为外部干扰等因素导致超调过大等不好的影响,因此研究有限时间控制显得尤为重要.但现有研究成果的停息时间都依赖于系统的初始状态,对系统有限时间控制的研究有一定的局限性.而对已给定的有限时间(停息时间不依赖于初始状态)的控制研究还很少,所以研究有限给定时间控制很有必要.本文首先给出有限给定时间稳定性的概念,然后结合状态反馈控制和终端约束预测控制方法,对非线性系统进行了有限给定时间控制研究,得到使非线性系统有限给定时间稳定的控制器设计方法,并将此有限给定时间控制结果应用到翼伞系统归航轨迹优化的问题中,验证了所提方法的有效性.本文得到的主要结论可概括为以下三部分:第一,研究了一类仿射非线性系统的有限给定时间控制的问题.给出基于Lyapunov函数的状态反馈控制律和终端约束模型预测控制律.设计切换律使控制器在两控制器之间切换:当系统的状态在终端区域外,应用模型预测控制器,当状态在终端区域内应用状态反馈控制器,并保证系统是有限给定时间稳定的.第二,研究了具有外部扰动的非线性系统有限给定时间控制的问题.给出有限给定时间状态反馈控制律和终端约束预测控制律.设计基于状态反馈控制器和终端约束控制器的合适的切换律,保证具有外部扰动的系统是全局有限给定时间稳定的.第三,针对翼伞系统归航轨迹规划问题,研究了翼伞系统有限给定时间控制控制器设计方法.基于简化的翼伞系统质点运动模型,把系统的归航优化转化为有限给定时间控制问题,设计翼伞系统有限给定时间控制器,并给出有限给定时间稳定性分析.应用有限给定时间控制设计方法,绘制出不同初始条件下翼伞系统运行轨迹曲线.
【关键词】：有限给定时间稳定 预测控制 状态反馈控制 非线性系统 终端约束 翼伞系统 航迹规划
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O231
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-11
• 1.1 课题研究背景及意义8
• 1.2 研究现状8-9
• 1.2.1 有限时间控制研究现状8-9
• 1.2.2 预测控制研究现状9
• 1.2.3 翼伞系统研究现状9
• 1.3 本文的研究内容及其章节安排9-11
• 第2章 非线性系统的有限给定时间综合预测控制器设计11-23
• 2.1 引言11
• 2.2 问题描述11-13
• 2.3 控制器设计13-18
• 2.3.1 有限给定时间状态反馈控制控制器设计13-15
• 2.3.2 终端约束预测控制器设计15-16
• 2.3.3 有限给定时间综合预测控制器设计16-18
• 2.3.4 算法步骤18
• 2.4 仿真举例18-22
• 2.5 结论22-23
• 第3章 具有扰动的非线性系统有限给定时间综合控制器设计23-33
• 3.1 引言23
• 3.2 问题描述23-25
• 3.3 控制器设计25-29
• 3.3.1 基于Lyapunov函数的有限给定时间状态反馈控制器设计25-27
• 3.3.2 终端约束预测控制器设计27
• 3.3.3 有限给定时间综合预测控制器设计27-29
• 3.3.4 算法步骤29
• 3.4 仿真实例29-32
• 3.5 结论32-33
• 第4章 翼伞系统有限给定时间控制器设计33-39
• 4.1 引言33
• 4.2 问题描述33-35
• 4.3 有限给定时间控制器设计35
• 4.4 有限给定时间稳定性分析35-36
• 4.5 归航轨迹优化仿真36-38
• 4.6 结论38-39
• 第5章 总结与展望39-40
• 参考文献40-43
• 致谢43

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 祝宏义;产品成本核算的系统设计[J];西北大学学报(自然科学版);1997年02期

2 文义归;江近仁;;非弹性结构的反应和可靠性分析[J];国外地震工程;1982年01期

3 ;[J];;年期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 范月华;非线性系统的有限给定时间控制问题研究及其应用[D];曲阜师范大学;2016年

  本文关键词：非线性系统的有限给定时间控制问题研究及其应用，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：501748