具有未建模动态的非线性跟踪系统的鲁棒干扰几乎解耦

摘要

在已有的关于干扰几乎解耦问题和未建模动态处理的研究成果基础上,该文讨论了一类具有与坐标无关的几何条件的非线性单输入单输出系统.在存在未建模动态和有界时变干扰的情况下,设计控制器来解决其干扰几乎解耦问题.该文首先根据被控系统的与坐标无关的几何特性,通过一全局微分同胚,将其转化为非线性仅依赖于输出的可观测最小相位系统.然后针对需要解决的具有未建模动态情况下的干扰几乎解耦问题,提出一种鲁棒干扰几乎解耦的新定义.在此基础上,采用一种辅助动态信号来抑制未建模动态,运用自适应非线性阻尼来克服未知参数和非线性不确定性,通过坐标变换及构造Lyapunov函数,获得控制规律.最后进行仿真研究,讨论了控制器的有效性.控制器的设计过程和仿真结果表明,所获得的控制器保证了闭环系统具有输入-状态稳定性,使被控系统在未建模动态和有界干扰的影响下,仍能有效实现跟踪.并且,只要合理选择控制参数,跟踪误差将会任意地小.仿真算例表明,该文提出的鲁棒干扰几乎解耦的定义和控制规律非常有效.

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1干扰几乎解耦问题的发展与研究现状

1.2未建模动态的产生与处理

1.3本文所做的工作

2数学准备

2.1非线性控制系统的有关基本概念

2.1.1向量场与分布

2.1.2坐标变换与微分同胚

2.1.3 Lie导数、Lie括号、相对阶

2.2输入—状态实际稳定性(ISPS)

3非线性系统的鲁棒干扰几乎解耦问题

3.1问题的描述

3.2鲁棒干扰几乎解耦问题

4非线性系统鲁棒干扰几乎解耦控制器的设计

4.1ρ=1的情况

4.2 ρ＞1的情况

5仿真研究

5.1 ρ=1时控制器仿真结果研究

5.1.1控制器设计

5.1.2仿真结果分析

5.2 ρ=2时控制器仿真结果研究

5.2.1控制器设计

5.2.2仿真结果分析

6结论与展望

参考文献

声明

致谢