基于有限时间控制理论的若干问题研究

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1、学校代巧：＾分类号：ＴＰ２７３＋．５中‘密级：＿＿竺丑＿ｆ：－３，－－以ＵＤＣ．；６２１山．：＾嗎時巧垂錐来南大嗦輸硕±学位论文基于有限时间控制理论的若干问题研究研究生姓名：李挂瑣导师姓名：李世化教巧王翔丰讲师申请学位类别工学硕±学位授予单位东南大学一２０２９级学科名称控制科学与工程论文答辩日期１６年８月日二级学科名称控制巧论与控制工程学位授予日期２０１６年月日答辩委员会主席陈夕松教授评阅人盲审２０１６年８月３０日表兩大聲硕±学位论文基于

2、有限时巧控制理论的若干问题研究专业名称：控制理论与控制工超硏究生姓名：李桂壌导师姓名：李巧华教授王翔宇讲师ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＳＥＶＥＲＡＬＰＲＯＢＬＥＭＳ－ＴＩＭＥＢ乂ＳＥＤＯＮＦＩＮＩＴＥＣＯＮＴＲＯＬＴＨＥＯＲＹＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＢＹＬＩＧｕｉｕｐＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆｅｓｓｏｒＬＩＳｈｉｈｕａＬ

3、ｅｃｔｕｒｅｒＷａｎｇＸｉａｎｕｇｙＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡｐｒｉｌ２０１６东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所，除了文中特别加＾，知！＾标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本。与我研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。來日期／以：心研巧生签名：私化东南大学学

4、位论女使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文搜的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被査阅和借阅，可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研巧生签名师签名：恭日期：爭５§摘要有限时间控制的分析与综合是非线性控制领域的重要硏究方向。相比于传统的光滑控制方法，有限时间控制方法可为闭环系

5、统提供更快的收敛速度和更强的抗干扰性能。本文将基于有限时间控制理论，针对气动伺服系统的位置跟踪控制问题、不匹配受扰二阶系统的镇定问题及不匹配受扰二阶多智能体系统的输出一致性问题展开研究。主要内容包括：气动伺服系统的状态观测器设计，针对气动伺服系统的输出反馈位置跟踪控制，不匹配受扰二阶系统镇定问题的主动抗干扰控制设计，不匹配受扰二阶多智能一体系统的输出致性协议设计。一、针对气动伺服系统的位置跟踪控制问题，设计了有限时间输出反馈控制算法。首先，在无法直接测得活塞杆速度信息的情况下，设计了有限时间状态观测器估计活塞杆速度。其次，针对

6、跟踪误差系统，采用加暴积分方法设计了全局状态反馈控制器。最后，基于状态反馈控制器和活塞杆速度的估计信息，给出了有限时间输出反馈控制器。当系统不受外部干扰时，给出了闭环系统局部有限时间稳定性分析；当系统受到外部干扰影响时，显式地给出了跟踪误差的收敛域。与基于反步法的输出反馈控制算法相比，所提出的有限时间输出反馈控制算法能提供更快的跟踪速度和更窩的跟踪精度。二、针对不匹配受扰二阶系统镇定问题，设计了基于干犹前馈补偿和有限时间输出反馈控制的复合控制算法。首先，为估计系统的干扰和未知状态信息，设计了有限时间扩张状态观测器。其次，基于干扰前

7、馈补偿和输出反馈控制，利用齐次性理论，设计了有限时间镇定受扰系统的复合控制器。Ｈ一、针对不匹配受扰二阶多智能体系统的输出致性问题，设计了带有干扰前馈补一偿的有限时间复合输出致性协议。针对每个智能体，首先，设计了有限时间扩张状态观测器估计智能体系统的干扰和未知状态：其次，基于干扰前馈补偿和输出反馈控制，一利用齐次性理论，设计了有限时间复合致性协议，实现了多智能体系统输出的有限时间一致性。关键词：气动伺服系统，有限时间状态观测器，有限时间控制，加幕积分方法，多智能体系统，不匹配干扰，主动抗干扰控制，有限时间干扰观测器，齐次性理论

8、ｖｒａＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔ