非线性非最小相位系统输出反馈控制问题的研究

摘要

本文主要研究内容是非线性非最小相位系统输出反馈控制器的设计问题。同时文中对非线性非最小相位系统输出反馈全局镇定问题的历史和发展历程进行了回顾。对于2005年Marino和Tomei两个人的研究成果进行了简要的回顾，该成果主要是针对一类输出反馈标准型非线性非最小相位系统输出反馈全局渐进镇定问题的研究。本文中指出，假设该非最小相位系统对于一个线性虚拟输出是最小相位系统并且在一个更弱一点的条件下（假设2.2），通过一种无需滤波变换的技术手段，可以找到一个n阶而不是n+2(ρ?1)阶的动态输出反馈控制器使得该输出反馈标准型非线性非最小相位系统全局渐近稳定。并且基于该研究结果，本文也研究了一类非线性非最小相位系统的扰动抑制问题，假设该扰动信号是频率已知但是幅值和相位均为未知的正弦信号，因此该信号可以由一个线性信号发生器产生出来，利用非线性输出调节理论，证明了在适当的条件下，一类输出反馈标准型非线性非最小相位系统的全局扰动抑制问题是可解的。对一类能观非线性系统的输出反馈全局渐进镇定问题进行了研究，该非线性系统具有一种串联结构，由一个被驱动子系统（或称为零动态系统）和一个驱动子系统组成。证明了即便零动态系统是不稳定的，但是只要零动态系统和驱动系统具有下三角结构并且满足线性增长或全局利普希茨条件，则存在一个输出反馈控制器使得该非线性非最小相位系统全局渐近稳定，并且通过设计过程可知，该控制器是一个n阶动态输出反馈控制器。研究了一类非线性非最小相位系统的采样输出反馈全局渐进镇定问题。系统的零动态系统（即所谓的被驱动子系统）和驱动子系统如果满足全局利普希茨条件（零动态系统的条件可以放宽为线性增长条件），并且整个系统具有下三角结构，证明了该非线性非最小相位系统可以被一个由离散化非线性观测器和线性控制器构成的采样动态输出反馈控制器全局渐进镇定。该研究成果使得利用计算机来控制的时候更容易实现。

目录

第1章 绪论

1.1 背景与意义

1.2 非线性系统反馈镇定控制

1.3 非线性非最小相位系统输出反馈控制策略的发展历程

1.4 采样输出反馈控制策略的发展历程

1.5 本文的主要内容与组织结构

第2章 一类非线性非最小相位系统的全局输出反馈镇定方法

2.1 引言

2.2 非最小相位系统的控制策略：一种新方法

2.3 动态输出反馈控制器的设计方法

2.4 稳定性分析

2.5 本章小结

第3章 一类非线性非最小相位系统的输出反馈扰动抑制方法

3.1 引言

3.2 输出反馈扰动抑制方法

3.3 动态输出补偿器的设计方法

3.4 扰动抑制问题的可解性

3.5 举例与讨论

3.6 本章小结

第4章 具有不确定性的非线性非最小相位系统鲁棒输出反馈镇定方法

4.1 引言

4.2 鲁棒输出反馈镇定方法

4.3 输出反馈控制器的设计方法

4.4 稳定性分析

4.5 本章小结

第5章 一类非线性非最小相位系统采样输出反馈全局镇定方法

5.1 引言

5.2 连续时间输出反馈全局镇定方法

5.3 非最小相位系统的采样输出反馈控制方法

5.4 举例与讨论

5.5 采样输出反馈鲁棒控制方法

5.6 本章小结

结论

参考文献

附录A 引理5.1的证明

攻读博士学位期间发表的论文及其他成果

致谢

个人简历