基于在线逼近的不确定非线性系统控制研究

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1、创新点摘要创新点摘要l●i●夕7本文主要对两类不确定非线性系统的跟踪控制问题进行了研究，主要创新点如下：l、针对一类控制增益为符号已知的未知函数的输入输出型系统，提出了该类系统不包含时滞与包含时滞两种情况下的控制器设计方法。通过对系统中的未知非线性进行重构，用逼近器对重构后的未知非线性项在线逼近，用来构造控制器，避免了控制器奇异的问题。系统中包含时滞情况时的控制器设计方法是在不包含时滞情况下控制器设计方法的基础上，加入鲁棒控制设计方法给出的。所给控制器可使系统稳定．2、针对一类不确定输入输出型系统，提出了该类系统控制方向未知和控制输入非仿射情况下

2、的控制器设计方法。控制输入非仿射系统经中值定理变换后成仿射系统，为了扩大适用范围，按照控制方向未知条件给出控制器设计方法，所，声以两种情况下的系统最后归结为控制方向未知系统。由于系统控制方向未知，控制器设计过程主要采用了Nussbaum控制增益技术。所给控制器可使系统一致最终有界。．3、针对非仿射pure-feedback时滞系统，提出了一种动态面控制器(Dynamicsurfacecontr01)设计方法。Pure-feedback系统为下三角系统，主要采用后推算法(BacI【,stepping)来设计控制器。采用传统后推算法为pure-fee

3、dback系统设计控制器时会引起控制器复杂程度爆炸性增长的问题和控制项循环构造问题。为了避免这两个问题，设计过程中采用了动态面控制技术。利用Lyapunov-Krasovskii方法消除时滞对系统的影响。最后给出的控制器可使系统一致最终有界。，‘；岛～毒’I}P中文摘要摘要随着科技的发展，具有不确定性、非线性、时变性等特性的系统以及时滞系统的控制问题引起了人们的注意，尤其是具有高度不确定性的系统的跟踪控制问题，近年来更是引人注目。本文对不确定非线性系统的控制问题进行了研究，主．要内容如下：1)考虑了一类关于控制输入是仿射形式的输入输出型不确定系统

4、的跟踪控制问题。通过在线逼近器对未知非线性项进行逼近，应用反馈线性化技术和Lyapunov控制器设计方法给出了该类系统的跟踪控制器。进一步考虑了该类系统包含时滞时的跟踪控制问题，对于时滞项，采用鲁棒控制设计方法，假设系统中时滞项的上界已知，通过Lyapunov控制器设计方法给出该类系统包含时滞时的反馈控制器，利用已知上界对时滞项进行抵消，进而给出可使系统稳定的控制器。2)进一步考虑了1)中的系统在控制增益完全未知情况下的跟踪控制问题。结合Nussbaum控制增益技术和在线逼近理论，基于Lyapunov方法，建立了一个可以使系统一致最终有界的控制器

5、。对于该类系统包含时滞的情况，则采用Lyapunov-Krasovskii方法，结合在线逼近理论和Nussbaum控制增益技术进行控制器设计，最后得到的控制器可以消除时滞影响且使得系统一致最终有界。3)给出了一类关于控制输入非仿射输入输出型系统的跟踪控制器。应用．Lagrange中值定理将系统转化为关于控制输入为仿射形式的系统，然后根据仿射系统的控制器设计方法对系统进行控制器设计。4)考虑了一类不确定pure-feedback系统的跟踪控制问题。采用动态面控制(DynamicSurfaceControl，DSC)设计方法避免传统后推算法中的控制器

6、复杂程度爆炸性增长的问题并克服控制项进入在线逼近器引起的控制项循环构造的问题：结合后推(Bacl淑印pin曲算法以及在线逼近理论，根据Lyapunov稳定性理论，给出了一个一致最终有界控制器。5)针对一类控制输入非仿射pure-feedback时滞系统提出了一种鲁棒自适应动．态面控制设计方法。首先利用Lagrange中值定理将非仿射puro-fe；edback时滞系统中文摘要转化为控制输入仿射系统，然后给出转化后系统的控制器设计方法。为了降低对系统的要求，转化后系统的控制增益符号是未知的。由于控制增益符号未知，控制设计过程中采用了Nussbaum

7、控制增益技术。利用Lyapunov-Krasovskii方法消除时滞对系统的影响。给出的控制器设计方法可以保证闭环系统一致最终有界。6)为了说明控制器设计方法的有效性，对上述所给控制器设计方法进行了仿真研究。，．关键词：不确定输入输出型非线性系统；pure-feedback系统；在线逼近；时滞系统；Lyapunov-Krasovskii函数毒’‘0英文摘要●ABSTRACT●Withthedevelopmentoftechnology,thecontrolproblemsofthesystems埘吐lunc肭inty,nonlinearity,t

8、imo-varyingandthosesystems、Ⅳimtime-delayattractthepeople’Sattention,