高阶时滞前馈非线性系统的镇定问题研究

摘要

众所周知,增加幂次积分方法有效地解决了高阶非线性系统的反馈控制问题.该方法与其它手段的结合,如饱和控制策略、齐次占优方法和稳定性理论,还能解决高阶前馈非线性系统的镇定和跟踪控制问题.
　　另一方面,时间延迟和不确定现象通常出现在实际的控制系统中.如果忽略它们的影响将会导致系统的不稳定或系统性能的恶化.对于具体的系统而言,时间延迟和不确定性可能存在于系统状态/控制输入中,也可能两者中都有.基于此,本文将研究几类高阶时滞前馈非线性系统的全局镇定问题,其内容主要分为以下两个部分:
　　1.状态有滞后的高阶前馈非线性系统的全局状态反馈镇定
　　本部分研究了一类状态有滞后的高阶前馈非线性系统的全局状态反馈镇定问题.在系统假设条件被放宽的前提下,基于增加幂次积分法、齐次占优方法以及Lyapunov-Razumikhin函数思想,通过引入符号函数和饱和函数,设计了一个连续的全局状态反馈控制器,它确保闭环系统的全局渐近稳定性.
　　2.状态和输入均有滞后的高阶前馈非线性系统的全局输出反馈镇定
　　本部分研究了一类状态和输入均有滞后高阶前馈非线性系统的全局输出镇定问题.非线性函数的幂次可以被放宽至一个区间上,在此假设条件下,新的控制策略把符号函数嵌入到齐次占优思想和观测器构造中,可以允许系统状态和控制输入同时存在多个未知的时变滞后.通过恰当选取设计参数、观测器增益和Lyapunov-Krasovskii泛函,可以实现闭环系统的全局渐近稳定性.

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第一章 引言

1.1 研究背景和意义

1.2 本文的主要内容

1.3 预备知识

1.4 符号说明

第二章 一类高阶时滞前馈非线性系统的全局状态反馈镇定控制器设计

2.1 前言

2.2 问题描述

2.3 坐标变换与相关命题

2.4 局部状态反馈镇定控制器设计

2.5 主要结论

2.6 仿真例子

2.7 小结

第三章 一类高阶时滞前馈非线性系统的全局输出反馈镇定控制器设计

3.1 前言

3.2 系统模型与问题描述

3.3 坐标变换与相关命题

3.3.1 坐标变换

3.3.2 相关命题

3.4 全局输出反馈镇定控制器设计

3.5 主要结论

3.6 仿真例子

3.7 小结

第四章 全文工作总结与展望

4.1 工作总结

4.2 工作展望

参考文献

作者攻读硕士期间完成的论文

致谢