一类不确定非线性系统的输出反馈采样控制

摘要

随着数字计算机和数字信号技术的快速发展，许多控制系统都是由连续时间对象和离散时间控制器所构成的采样控制系统。在过去的几十年里，针对采样控制系统的研究已经取得了大量丰富的成果，但大多集中于线性系统。对于含未知非线性项的非线性系统，其采样输出反馈控制问题的研究成果相对较少，有待进一步研究。本文研究了一类不确定非线性系统的采样输出反馈控制问题，主要内容如下:
　　(1)针对一类上三角非线性系统，在非线性项满足线性增长条件下，研究其全局采样输出反馈控制器设计问题。利用高增益观测器构造离散时间观测器，得到采样输出反馈控制器。结合Lyapunov稳定性理论与压制法，得到选取最大允许采样周期的显式表达式。通过适当地选取控制器增益参数和采样周期，使得闭环系统达到全局渐近稳定。
　　(2)考虑了一类含未知输出函数的非线性系统全局采样输出反馈实际跟踪控制问题。构造一种新型采样补偿器，利用反步法得到连续时间控制器。然后，将连续时间控制器离散化得到离散时间控制器。利用Gronwall不等式，通过适当地选取控制器参数和采样周期，使得所设计的采样控制器能够确保跟踪误差在有限时间后收敛于包含原点的任意小邻域，且闭环系统的所有信号都有界。
　　(3)研究了一类基于采样数据的高阶多智能体非线性系统的输出同步控制问题。构造降维采样观测器来估计不可测状态，并结合Laplacian势能函数与反步法得到采样输出反馈控制器。利用代数图论与Lyapunov泛函对闭环系统进行稳定性分析，通过适当地选取控制器参数和采样周期，使得闭环系统的所有状态均有界且网络中所有智能体的输出最终达到一致。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 非线性系统的输出反馈控制

1．2．2 非线性系统的实际跟踪控制

1．2．3 非线性系统的采样控制

1．2．4 基于采样数据的输出同步

1．3 论文主要研究内容

第二章 预备知识

2．1 稳定性相关理论

2．2 代数图论

2．3 矩阵理论

2．4 主要引理

2．5 符号说明

第三章 一类上三角非线性系统的全局采样输出反馈控制

3．1 引言

3．2 问题的描述

3．3 控制器设计

3．4 数值仿真

3．5 本章小节

第四章 具有未知输出函数的非线性系统全局采样输出反馈镇定

4．1 引言

4．2 全局采样输出反馈镇定

4．2．1 问题的描述

4．2．2 采样观测器设计

4．2．3 采样控制器设计

4．2．4 数值仿真

4．3 全局采样输出反馈实际跟踪控制

4．3．1 问题的描述

4．3．2 实际跟踪控制器设计

4．3．3 数值仿真

4．4 本章小节

第五章 基于采样数据的多智能体输出同步

5．1 引言

5．2 问题的描述

5．3 采样输出反馈控制器设计

5．3．1 降维离散时间观测器设计

5．3．2 标称系统的采样输出反馈控制器设计

5．3．3 非线性系统的采样输出反馈控制器设计

5．3．4 采样周期T的选取与稳定性分析

5．4 数值仿真

5．5 本章小节

第六章 展望与总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文