不确定随机非线性系统的输出反馈控制的研究

摘要

在现实生活的系统中,由于存在各种各样的不确定性,被控制的系统对象往往较难以用数学模型来精确的表示,即在大多数情况下,我们只能了解被控对象的其中一部分动态信息,而不可能得知其精确地模型.自50年代以来,不确定非线性系统的研究慢慢形成,并引起了许多学者的关注,包括估计和鲁棒等的控制方法被广泛地应用到控制器当中,在处理系统中的未知项和不确定项起了关键的作用.近年来,许多学者致力于随机非线性系统的输出反馈控制的研究,并取得了一些显著成果.
　　由于系统中存在的未知项和不确定项的不同,本文中研究了一类不确定性及含有未知控制系数的随机非线性系统的稳定分析和输出反馈稳定问题,以积分反推法和随机非线性鲁棒控制为基础,分别采用高增益观测器和降阶观测器设计控制器,从而使得被控系统的平衡点在所设计的控制器作用下,是依概率全局渐进稳定的.
　　本文研究的主要内容包括以下两个方面:
　　(1)对于一类不确定性的最小相位的随机非线性系统,研究其输出反馈控制律,使得闭环系统状态具有扰动抑制作用.在第三章中,由于系统中含有不可测量的随机非线性零动态和不确定的扰动噪声首先假设已建立的模型系统中的一个子系统具有随机输入状态稳定的性质,并在此假设的前提下,设计一个待定的高增益观测器,得到一个与之等价的系统,然后利用积分反推法得出等价系统的输出反馈控制律,通过适当的选取高增益参数,使得闭环系统是最终输入状态稳定的.最后通过仿真示例来验证该控制器的实际性能.文中放宽了对系统中不确定项的限制,因此,使其在一般的情况下,也使得闭环反馈系统通过输出反馈为扰动抑制及渐近稳定的.
　　(2)对于一类具有未知控制系数及不确定扰动的随机非线性系统,我们对未知的控制系数加以限定,使其有界,由于实际控制系统中的复杂性和条件限制,则对系统的控制器有了更高的要求.在这一章中,首先对不可量测的状态建立一个降阶观测器,对未知的控制器加以界定,在控制律的作用下,使得闭环系统存在唯一有界的解;最后同样是通过仿真示例来验证该控制器的可行性.

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2随机非线性系统控制理论的发展

1.3本文的主要内容和安排

第二章 基础准备

2.1基本定义

2.2随机非线性系统的主要理论

2.3积分反推法

2.4重要的不等式

2.5本文的主要标记符号

第三章 一类不确定性随机非线性系统的输出反馈控制

3.1引言

3.2问题描述

3.3控制器设计

3.4主要结果

3.5仿真示例

3.6本章小结

第四章 一类具有未知控制系数的随机非线性系统的输出反馈控制

4.1引言

4.2问题描述

4.3控制器设计

4.4主要结果

4.5实例与仿真

4.6本章结论

第五章 总结与展望

参考文献

致谢