两类非线性系统的全局输出反馈控制

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1、GLoBALoUTPUTFEEDBACKCoNTRoLFoRTWoTYPESoFNoNLINEARSYSTEMSADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceBy玩钆ZiranSupervisor：Prof．BiWeipingApril,2014摘要本文通过利用坐标变换和广义加幂积分器技术，在所研究

2、的非线性系统中引进缩放增益，同时，构造出带有可调节系数的非线性稳定器．然后，利用齐次控制理论和Lyapunov—Krasovskii泛函，通过调谐缩放因子，考虑了一类带有不确定输出函数的非线性系统的全局输出控制问题和一类输入延迟的下三角系统的全局输出反馈稳定性问题．全局输出反馈广泛应用于医学、物理学、水利工程、电子信息技术和工业制造等领域．在非线性控制领域，非线性系统的全局输出反馈控制问题是最重要和最具挑战性的热门问题之一．但几乎所有现存的结论都是在非线性部分和输出函数确切已知的条件下实现的．当非线性部分和输

3、出函数不确定时，先前提出的观察器设计方法将不再可行．本文针对未知输出函数问题和输入延迟问题设计了相应的动态反馈控制器，实现了非线性系统全局镇定的目的，同时也证明了此控制器的可行性．主要内容如下：第一章，简述了近几十年来非线性系统的全局控制问题的研究背景以及到目前为止所取得的主要相关成就，并简要介绍本文所研究的全局输出反馈控制问题的主要任务和主要思路．第二章，研究了带有未知非线性和未知输出函数的非线性系统的全局控制问题．我们在不使用Z，的条件下构造了一个状态补偿器，同时，也相应的构造了能够使得标称系统全局稳定的

4、控制器．然后，我们进一步在已提出的补偿器和控制器中引进了缩放增益，利用齐次控制方法，首先表明此输出反馈控制器可以用来解决一类上三角系统的全局输出反馈稳定性，同时也表明了这个输出反馈控制器也可以解决非线性系统的全局实用跟踪问题．第三章，考虑了非线性时滞系统的全局实用追踪问题．通过坐标变换在系统中引进一个缩放增益，以此来处理非线性部分和输入延迟．基于齐次控制理论，通过选择一个恰当的Lyapunov—Krasovsl(ii泛函，实现了一类非线性下三角系统的全局渐近稳定．关键词：非线性系统，输出反馈，输入延迟，未知输

5、出函数，齐次控制方法，Lyapunov-Krasovsl【ii泛函．IIABSTRACTFirstofall，ascalinggainisintroducedintothehigh—ordersysteminthestudyunderagroupofcoordinatetransformationandtheaddingapowerintegratortechnique，Moreover，weexplicitlyconstructanonlinearstabilizerwithadjustablecoeffi

6、cients．Then，UndertheaidofthehomogeneousdominationapproachandLyapunov-Krasovskiifunctional，Thispaperisconcernedwiththeproblemofglobaloutputfeedbackcontrolforaclassofnonliearsystemswhoseoutputfunctionsarenotpreciselyknownandtheproblemofglobaloutputfeedbacksta

7、bilizationf'0raclassoflower—triangularnonlinearsystemswithtime-varyinginputdelay．Globaloutputfeedbackcontrolhasbeenwidelyusedinthefieldsofmedicalscience，physics，waterconservancyproject，informationtechnology,industrialmanufacturingandSOon．Theproblemofglobalo

8、utputfeedbackstabilizationfornonlinearsystemsisoneofthemostimportantandchallengingproblemsinthefieldofnonlinearcontr01．Butmostoftheexistingoutputfeedbackstabilizationresultsallrequirepreciseknowledgeof