多类不确定非线性系统的切换自适应反馈控制

发布时间：2021-10-30 08:33

　　不确定非线性系统的反馈控制是控制理论中的热点研究问题,可用于航空航天、电力、石油化工、机器人等领域。一方面,区别于线性系统,非线性系统会呈现本质非线性现象,如有限时间逃逸、多孤立平衡点、混沌等。此外,非线性系统可控可观性和可镇定性的描述本质区别于线性系统,如线性系统可控意味着可反馈镇定,而非线性系统则没有该结论。另一方面,系统中允许存在不确定性,意味着可以容忍现有测量/建模方法的某些缺陷,降低精确测量和完全建模的压力。此外,随着人们认识和改造世界的加深,新的不确定性类型不断出现,亟需发展新的反馈控制策略来得到一个具有广泛适用性和强容错性的反馈控制/反馈补偿策略。因此,对不确定非线性系统的反馈控制的研究具有重要的意义。本文研究了多类不确定非线性系统的全局反馈控制问题。所研究的系统允许存在未知控制方向、未知幂次、非参数不确定性等多类严重不确定性,这使得现有方案不再适用。本文通过将传统的非线性控制设计方法（如反推法、增加幂次积分法、占优法、输出反馈设计方法）与切换方法相结合,发展了新颖的切换自适应反馈控制策略,成功给出了这些非线性系统的反馈稳定控制器。本文的研究内容包括以下四个方面:一、具有... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图３．１：?—个带有两物块的弹簧－阻尼器互联结构??

３．５仿真例子??为了验证本章设计策略的有效性，再一次考虑带有两物块的弹簧－阻尼器互??联结构。假设动态不确定性ｚ耦合到系统（３．３）的非线性项，即??ｉ?二一２２：?＋?ｙ，??ｘｌ?＝ｘ２￣?２ｙ，??Ｘ２＝Ｘｓ?＋?ｂｘｕ，??＜?＾?（３．３０）??土３?＝工４?＋?（＆１?＋?５?石２）以?＋?吾２／之，??＾４?＝?（ｐｉ?＋?１＾）＾?＋??ｙ?＝工ｕ??其中，匕和匕是未知常数。显然该系统满足假设３．１和３．２．??ＯＣ?１?；?—Ｖ?—Ｉ?１?１?１?１??１?１?１?１?１?１?１??－????

ｙａｐｕｎｏｖｓ－ｃ＾ｓ，〇；＝?—３＾．统（４．４３）的轨迹求导很容易得到??＜?－＼ｘｌ?－?（ｂｇ?－?２＾?－?２＾１??其中＆?＝?＃?一?ａｆ，?ｕ?＝－叱２．由于ｉ＿２不可用于反馈，构建观测器??二?？＞?／?＾?＼?＿２＿??ｒ?＝?—ａｘ?９?，?ｘ?＝?［ｚ?＋?ａｘｉ）１１．??将状态反馈控制器中的巧替换为毛可得到如下的输出反馈控制器：??ｕ?＝?—ｂ（ｘ＾?＋?ａ：ｉ）１１．??令ｇ?＝?１，?Ｘｌ（０）?＝?２，巧（０）?＝?－３和￡（０）?＝?０，那么通过仿真可以得到下面的??图４．１－图４．３．从图４．１和图４．２中很容易看出闭环系统信号〇ｎ，化，句和控制器ｔｘ是??有界的，且最终收敛到零。从图４．３可以看出ａ和６分别切换了一次。需要指出的??是，６的符号从正的切到了负的，而ａ的符号始终保持不变，这与前面设计的切??换机制相吻合。??２〇?１?１?Ｉ??＇?＇?Ｉ?；???

【参考文献】：
期刊论文
[1]Barbalat引理及其在系统稳定性分析中的应用[J]. 闵颖颖,刘允刚.  山东大学学报(工学版). 2007(01)



本文编号：3466413