一类非线性系统实用输出机动控制

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1、曲阜师范大学研究生学位论文原创性说明（根据学位论文类型相应地在“□”划“√”）本人郑重声明：此处所提交的博士□/硕士□论文《一类非线性系统的实用输出机动控制》，是本人在导师指导下，在曲阜师范大学攻读博士□/硕士□学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除注明部分外不包含他人已经发表或撰写的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中已明确的方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：曲阜师范大学研究生学位论文使用授权书（根据学位论文类型相应地在“□”划“√”）《一类非线性系统的实用输出机动控制》系本人在曲阜师范大学攻读博士□

2、/硕士□学位期间，在导师指导下完成的博士□/硕士□学位论文。本论文的研究成果归曲阜师范大学所有，本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解曲阜师范大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权曲阜师范大学，可以采用影印或其他复制手段保存论文，可以公开发表论文的全部或部分内容。作者签名：导师签名：日期：日期：摘要本文主要研究的是机动跟踪控制问题。所谓的机动(maneuvering)控制问题，一般包含了两个任务。第一个任务是使系统的状态或输出跟踪一个期望的参数化路径yd(è(t))，第

3、二个任务是即在沿着这个路径跟踪的过程中，能够使得变量è满足一个期望的动态行为。而第二个任务能够使输出在跟踪期望的理想路径的同时，也可以避免在跟踪过程中产生的问题，从而可以保护系统的性能。所以，研究系统的机动控制问题具有重要的理论价值和实际意义。本文重点研究的是三类非线性系统的输出机动控制问题。论文的主要内容有如下安排：第一部分针对一类不确定非线性系统，通过反步设计方法，研究了输出机动控制器的设计。系统中不确定性既可以代表有界扰动引起的不确定，也可以视为未知参数的不确定性。在具体的设计过程中，先设计实际控制u，然后再给出速度误差的调节律，设计的自适应控制器不但能够保

4、证系统的稳定性和信号的有界性，同时还能使路径跟踪误差和速度跟踪误差收敛到一定的范围。第二部分针对一类带有不确定项的并且控制方向未知的非线性系统，研究了输出机动控制问题。应用Nussbaum函数和backstepping反步设计方法相结合的思想，设计了一个自适应输出机动控制器。该控制器能够保证闭环系统的所有信号一致有界，并且能够满足控制目标的其他任务。第三部分选取的是带有未建模动态的不确定非线性系统，在之前研究成果的基础上，重点研究了输出机动控制问题。本章研究的非线性系统，不仅具有未建模动态的不确定性，而且还具有非线性不确定性，这就增加了问题的复杂性和难度。本文主要

5、利用backstepping方法，在具体的递推设计的过程中，又巧妙地应用一个引理，这样就可以避免为处理不可测状态而重新构造子系统的Lyapunov函数。关键词：非线性系统；输出机动；反推；输入状态稳定；未知控制方向IAbstractThispaperstudiesthemaneuveringcontrolproblem.Ingeneral,themaneuveringcontrolproblem(maneuvering)containstwotasks.Thefirsttaskistomakethestateoroutputofthesystemtofollowa

6、desiredparameterizedpath;thesecondtaskistosatisfyadesireddynamicbehavioralongthepath.Thesecondtaskistoavoidproblemsinthetrackingprocess,whichcanprotecttheperformanceofthesystem.Therefore,thestudyofthemaneuveringcontrolproblemshasimportanttheoreticalvalueandpracticalsignificance.Inthis

7、paper,thethreetypesofnonlinearsystemsarestudiedabouttheoutputmaneuveringcontrolproblems.Thearticleisdividedintothefollowingthreeparts.Inthefirstpart,theoutputmaneuveringcontrollerisdesignedforaclassofuncertainnonlinearsystemsviathebacksteppingmethod.Theuncertaintyinthesystemnotonlycan

8、meanb