几类非线性系统的输出反馈半全局镇定

发布时间：2017-06-02 18:19

  本文关键词：几类非线性系统的输出反馈半全局镇定，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文综合利用反推方法,输出反馈占优方法,饱和状态估计,增加幂次积分方法等理论和方法,针对几类含有更一般的非线性和不确定性的非线性系统研究了其输出反馈半全局镇定控制问题,研究内容包含以下四个方面：一、具有未知控制系数的非线性系统的输出反馈半全局镇定本部分是论文的第三章,针对控制系数是未知常数的情况,主要研究了一类非线性系统的输出反馈半全局镇定问题。不同于现有文献,本章研究的控制系统具有未知控制系数和更强的非线性,因此增加了设计输出反馈控制器的难度。基于反推方法和输出反馈占优方法,设计了输出反馈半全局镇定控制器。通过选取适当的设计参数,该控制器可以保证闭环系统的半全局渐近稳定。二、具有更一般未知控制系数的非线性系统输出反馈半全局镇定该部分内容在第三章的基础上,在控制系数是未知函数的情况下,考虑了一类非线性系统的输出反馈半全局镇定问题。不同于已有文献,本章所研究系统的未知控制系数本质依赖与系统输出,是系统输出的函数。同时,允许系统非线性项中不可测状态的幂次大于2,因此本章研究的系统很难实现全局输出反馈镇定。采用降阶递推观测器重构系统的不可测状态,利用状态饱和技术,设计了期望的输出反馈控制器。通过选择恰当的设计参数,该控制器可以保证闭环系统的原点是局部指数稳定的,同时吸引域包含给定的任意紧子集。三、一类前馈非线性系统的输出反馈半全局镇定该部分内容是本文的第五章,主要研究了一类前馈非线性系统的输出反馈半全局镇定问题。值得指出的是,本章研究的系统不可测状态依赖增长包含线性和高阶两部分,融合并推广了许多现有文献中的增长条件。本章基于线性低增益观测器,利用输出反馈占优方法,构造了结构简单且易于实现的线性输出反馈控制器。通过适当地选取设计参数,可以保证闭环系统零解是局部指数稳定的,且从给定包含原点的紧子集出发的解最终趋向于零。四、一类高阶平面非线性系统的有限时间输出反馈半全局镇定该部分内容为本文的第六章,主要研究了一类高阶平面非线性系统的有限时间输出反馈半全局镇定问题。现对于已有结果,系统含有依赖于不可测状态的未知控制系数,极大的增加了输出反馈设计的难度。本章首先基于利用增加幂次积分方法设计了保证系统全局有限时间镇定的状态反馈控制器；然后利用高增益观测器和状态饱和技术,构造了期望的输出反馈控制器,保证了闭环系统是局部有限时间稳定的且其吸引域包含任意给定的紧子集。以上各个章节还分别给出了相应的数值算例,验证了控制设计方法的有效性与可行性。
【关键词】：非线性系统 前馈非线性系统 输出反馈 未知控制系数 反推方法 输出反馈占优方法 增加幂次积分方法 饱和状态估计
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP13
【目录】：

• 摘要11-13
• Abstract13-15
• 主要符号15-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 背景及意义16-17
• 1.2 非线性系统控制17-19
• 1.2.1 非线性系统控制的背景17-18
• 1.2.2 非线性系统控制的主要方法18-19
• 1.3 非线性系统输出反馈半全局镇定的研究现状19-20
• 1.4 主要内容20-22
• 第二章 预备知识22-32
• 2.1 稳定性及相关定理22-27
• 2.1.1 李雅普诺夫稳定性22-24
• 2.1.2 LaSalle不变集原理24-26
• 2.1.3 吸引域的估计26-27
• 2.2 非线性系统镇定问题27-30
• 2.2.1 非线性系统镇定问题的描述27-29
• 2.2.2 非线性系统镇定问题的分类29-30
• 2.3 几个重要引理30-32
• 第三章 具有未知控制系数非线性系统的输出反馈半全局镇定32-46
• 3.1 引言32-33
• 3.2 控制器设计33-40
• 3.2.1 观测器设计34-36
• 3.2.2 输出反馈控制器设计36-40
• 3.3 主要结论40-43
• 3.4 数值仿真43
• 3.5 小结43-46
• 第四章 具有更一般未知控制系数非线性系统的输出反馈半全局镇定46-60
• 4.1 问题描述46-47
• 4.2 输出反馈控制器设计47-50
• 4.3 主要结果50-56
• 4.4 数值仿真56-58
• 4.5 小结58-60
• 第五章 一类前馈非线性系统的输出反馈半全局镇定60-70
• 5.1 引言60-61
• 5.2 问题描述61-62
• 5.3 输出反馈半全局镇定62-67
• 5.4 数值仿真67-68
• 5.5 小结68-70
• 第六章 一类高阶平面非线性系统的有限时间输出反馈半全局镇定70-82
• 6.1 问题描述70-72
• 6.2 输出反馈控制器设计72-76
• 6.2.1 状态反馈控制器设计72-74
• 6.2.2 观测器设计74-76
• 6.3 主要结果76-79
• 6.4 数值仿真79-80
• 6.5 小结80-82
• 第七章 结论与展望82-84
• 7.1 本文的主要创新点82
• 7.2 工作展望82-84
• 参考文献84-96
• 致谢96-98
• 攻读博士学位期间完成的论文和参与的科研项目98-99
• 学位论文评阅及答辩情况表99-100
• 附件100-115

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 尚芳;刘允刚;;一类增长线性地依赖于不可侧状态不确定非线性系统输出反馈控制(英文)[J];自动化学报;2009年03期

  本文关键词：几类非线性系统的输出反馈半全局镇定，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：416158