两类不确定高阶非线性系统的跟踪控制设计

作     者：顾玉洁 

作者单位：曲阜师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙宗耀

授予年度：2019年

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 071102[理学-系统分析与集成] 081103[工学-系统工程] 

主      题：动态不确定性 高阶非线性系统 增加幂积分 输出跟踪 几乎干扰解耦 规定性能控制 

摘      要：众所周知,随机性和不确定性广泛存在于实际工业系统中,这就意味着利用非线性系统对实际工业系统进行刻画会比线性系统更加精确、更加贴近原工业系统的本质.因此,非线性系统的控制设计问题一直被视为控制理论领域研究的热点和难点.其中,非线性系统的输出跟踪控制又是非线性控制理论研究的一个重点,被广泛应用于航空航天、军事制造等领域.考虑到现实因素,在含有外部扰动的情况下,实现系统的有限时间跟踪控制十分必要.这是因为与传统的跟踪控制相比,实际有限时间输出跟踪控制方案有着更强的抗干扰性和鲁棒性.因此,高阶非线性系统的输出跟踪控制和实际有限时间输出跟踪控制既有理论意义又有实用价值.本文的研究内容主要从以下两方面开展:一、一类带有动态不确定性的高阶非线性系统的输出跟踪控制本部分研究了一类具有动态不确定性的高阶非线性系统的输出跟踪控制问题.在函数逼近技术和增加幂积分方法的基础上,构造出恰当的控制器,该控制器确保系统的跟踪误差在有限时间内收敛到包含原点的足够小邻域.本部分研究的系统允许不可测的动态不确定性、未知的非线性函数以及未知的高阶项同时存在.在本部分的最后,给出一个数值例子和一个实际例子来说明控制策略的有效性.二、一类高阶不确定非线性系统的实际有限时间输出跟踪控制本部分研究了一类具有复杂外部扰动的高阶非线性系统的实际有限时间输出跟踪控制问题.基于规定性能控制、几乎干扰解耦以及反推控制方法等,本部分设计出恰当的实际有限时间跟踪控制器,该控制器使得跟踪误差在停息时间内收敛到事先给定的任意小邻域内.在本部分的最后,给出一个实际例子以说明所提出控制策略的有效性。