一类不确定非线性系统的自适应鲁棒H控制

摘要

不确定非线性系统控制是目前控制理论研究的一个重要课题.由于非线性系统的复杂性,非线性系统的控制问题一直是一个难点.本论文针对不确定非线性系统,将自适应控制的方法应用到系统的鲁棒控制中,分别考虑时滞系统的鲁棒镇定、H<,∞>输出反馈控制、时滞系统鲁棒H<,∞>控制等问题,设计控制器保证系统的鲁棒性能.本文的工作和研究成果主要体现在:(1)研究了一类具有多时滞状态扰动的非线性自适应鲁棒镇定问题.在系统的时滞扰动上界未知,但时滞扰动满足一定匹配条件的情况下,设计了自适应鲁棒镇定控制器.基于Lyapunov-Krasovskii函数,证明了闭环系统在一致最终有界意义下稳定.(2)针对一类同时具有参数不确定性和外部扰动的非线性系统,讨论了两种不确定情形下的自适应鲁棒H<,∞>输出反馈控制问题.基于Hamilton-Jacobi不等式得到了控制问题可解的充分条件和输出反馈控制器的形式.(3)针对一类同时具有时滞不确定性和外部扰动的非线性系统,将自适应控制中的参数映射应用到非线性鲁棒H<,∞>控制.通过自适应律估计时滞不确定性的上界,提出了自适应鲁棒H<,∞>控制器的设计方法.目前非线性自适应鲁棒控制研究较少,研究结果主要集中在状态反馈控制,没有考虑输出反馈问题.具有时滞状态扰动的非线性系统自适应鲁棒镇定、鲁棒H<,∞>控制问题还有待研究.本论文设计自适应鲁棒控制器解决了这些问题.最后对论文进行总结,并提出了一些有待于进一步研究的内容.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2非线性鲁棒控制

1.3自适应鲁棒控制

1.4论文主要内容及构成

第二章多时滞非线性系统自适应鲁棒镇定

2.1引言

2.2预备知识

2.3问题描述

2.4自适应鲁棒镇定控制器设计

2.5仿真举例

2.6小结

第三章非线性系统自适应鲁棒H∞输出反馈控制

3.1引言

3.2预备知识和问题描述

3.2.1L2增益

3.2.2耗散系统理论

3.2.3自适应鲁棒H∞控制问题

3.3自适应鲁棒H∞输出反馈控制器设计

3.3.1参数映射

3.3.2不确定情形(一)

3.3.3不确定情形(二)

3.4小结

第四章时滞不确定非线性系统自适应鲁棒H∞控制

4.1引言

4.2问题描述

4.3自适应鲁棒H∞控制器设计

4.4仿真举例

4.5小结

第五章结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的主要研究成果