任意和约束切换信号下不确定切换系统鲁棒自适应控制

发布时间：2016-11-28 09:32

  本文关键词：任意和约束切换信号下不确定切换系统鲁棒自适应控制，由笔耕文化传播整理发布。

《燕山大学》 2015年

任意和约束切换信号下不确定切换系统鲁棒自适应控制

王春艳  

【摘要】：切换系统广泛出现在诸如化工过程、航空航天、液压伺服等工程系统各个领域。切换的存在使系统的动态行为变得异常复杂,其动态性能也不是各子系统性能的简单叠加,有时甚至会出现完全相反的结果,这使切换系统控制问题研究存在巨大挑战。随着大规模复杂系统不断出现,围绕切换系统的各种控制问题亟待解决,控制方法也有待进一步改进和提高。本文围绕不确定切换系统在任意切换信号下的共同控制器及在适当约束切换信号下的同步、异步切换控制器的具体设计问题展开研究,主要工作如下:首先研究几类不确定切换系统在任意切换信号下的鲁棒镇定、自适应镇定及自适应跟踪控制问题。针对一类不确定非线性切换系统的鲁棒镇定问题,基于共同Lyapunov函数方法,给出系统共同光滑反馈控制器的递归设计过程,得到共同控制器的显式表示。所建控制器保证相应闭环切换系统在任意切换信号下的鲁棒全局渐近稳定性。同时考虑了一类不确定级联非线性切换系统在任意切换信号下的鲁棒镇定问题。数值仿真验证所提方法的有效性。针对一类具有非线性未知参数切换系统的自适应镇定问题,利用共同Lyapunov函数方法,结合参数分离技术,给出共同光滑自适应控制器以及与切换信号无关的自适应律的系统迭代设计方法。在任意切换信号下,所得控制器保证相应闭环切换系统在平衡点处的Lyapunov稳定性以及原系统状态的收敛性。利用所提方法进一步研究了一类具有非线性未知参数的级联切换系统在任意切换信号下的自适应镇定问题。一个数值例和一个物理系统的仿真研究验证所提方法的正确性与有效性。针对一类非线性切换系统在状态不完全可测情况下的自适应跟踪控制问题,通过建立适当的降维观测器和引入模糊估计,给出系统共同光滑自适应输出反馈控制器的迭代设计方法。所得控制器保证相应闭环切换系统的所有误差变量在任意切换信号下的半全局一致最终有界性,且输出跟踪误差可调整到原点附近尽可能小的范围。一个数值例和一个化工系统的仿真研究验证了所提控制方法的有效性与可行性。其次研究几类不确定切换系统在适当约束切换信号下的自适应同步控制、鲁棒异步控制问题。针对一类非线性切换系统的自适应同步控制问题,利用多Lyapunov函数方法和Backstepping技术,给出保证闭环切换系统Lyapunov稳定的同步切换控制器及基于能量最小切换规则的约束切换律的设计方法。同时针对一类具有多输入多输出的非线性切换系统的自适应同步跟踪问题,结合平均驻留时间方法,给出保证闭环切换系统一致最终有界的自适应跟踪控制器及时间依赖型切换律的设计过程。数值例仿真验证所提方法的有效性。针对一类不确定时滞切换系统在状态不可测情况下的鲁棒异步控制问题,结合多Lyapunov函数方法和模型依赖平均驻留时间技术,给出基于观测器的异步动态输出反馈控制器及时间依赖切换律建立的充分条件,从而保证相应闭环切换系统的鲁棒抑制性能。仿真结果验证所提方法的有效性。

【关键词】：
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP13
【目录】：

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