状态滞后和不确定非线性系统自适应鲁棒控制

摘要

众所周知，非线性广泛存在于客观世界，任何一个实际的动态系统都是非线性的，非线性系统已成为当前控制理论领域研究的热点和难点问题之一。同时不确定性和时滞性广泛存在于非线性系统中，并且会影响系统的稳定性。本文针对不确定因素和时滞特性对非线性系统的普遍性影响，开展鲁棒控制研究，做出了以下研究工作。
　　首先，论文利用偏微分变换技术、指数趋近滑模控制技术和Lyapunov稳定方法，研究了一类更广泛的不确定非线性系统的滑模控制器设计问题。提出的控制器克服了不确定性对系统的影响，确保系统在有限的时间内可以到达滑模面，并且能够有效地削弱系统抖动问题。最后通过仿真实验验证了所提出的控制方法的有效性。
　　其次，基于自适应控制和模糊控制理论，结合动态面控制方法，提出了一种简化的自适应模糊动态面控制器设计方法。在控制器设计过程中，仅采用一个模糊逻辑系统作为逼近器，使得所有的未知项得到补偿，同时采用自适应技术在线辨识未知参数和逼近误差上界。通过构造合适的Lyapunov函数，证明了闭环系统的所有信号为半全局最终一致有界。文中的控制方法克服了一类未知非线性时滞系统控制器设计过程中引入逼近器过多和传统Backstepping控制器设计中“复杂性膨胀”的问题。
　　最后，针对一类不确定非线性系统，提出了一种新的自适应模糊动态面控制器设计方案，解决了不确定非线性系统控制器设计过程中引入逼近器过多的问题。通过构造合适的Lyapunov函数，证明了闭环系统的所有信号为半全局最终一致有界。与滑模控制方法进行了比较，说明此方法的优越性。

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第1章 绪论

1.1 本课题的研究背景和意义

1.2 非线性系统研究现状分析

1.3 论文的研究内容和结构安排

第2章 不确定非线性系统的滑模控制

2.1 引言

2.2 系统描述

2.3 滑模控制器设计

2.4 仿真研究

2.5 本章小结

第3章 非线性时滞系统的自适应模糊动态面控制

3.1 引言

3.2 问题描述

3.3 控制器设计及稳定性分析

3.4 仿真研究

3.5 本章小结

第4章 不确定非线性系统的自适应模糊动态面控制

4.1 引言

4.2 系统描述和模糊知识

4.3 观测器与控制器设计及稳定性分析

4.4 仿真研究

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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