文档介绍：浙江大学控制科学与工程系
博士学位论文
非线性系统控制的鲁棒与自适应设计方法
姓名:柳向斌
申请学位级别:博士
专业:控制科学与工程
指导教师:褚健;苏宏业
20090601
摘要在实际应用中,非线性系统设计的基本问题是我们仅知道被控对象的部分动态信息,无法欹得被控对象的精确模型,所建立的模型要反映实际的被控对象,就必然存在未知项和不确定项。自上世纪年代以来,不确定非线性系统的控制引起了众多学者的关注。如果在控制器设计阶段没有恰当地处理这些不确定项,可能会使得被控系统的性能明显地恶化,甚至造成整个闭环系统不稳定。控制器必须能够处理这些未知项或不确定项,因而估计和鲁棒是设计一个成功的控制器的关键。自适应控制和鲁棒控制及其相结合的控制器是能够处理这些未知项或不确定项,以获得期望的暂态性能和稳态跟踪精度行之有效的方法。针对未知项和不确定项在系统中出现的形式不同,本论文主要研究了半严格反馈型非线性系统和非线性参数化的非线性系统的稳定性分析和控制问题。以非线性鲁棒控制为基础,采用基于小连续投影的参数估计器设计自适应鲁棒控制器,使半严格反馈型非线性系统在保持稳定的同时满足一定的暂念和稳态性能要求。对于非线性参数化的非线性系统,采用基于浸入和不变原理的自适应控制,通过选择合适的估计器调节函数沟梅窍咝圆问糠值サ骰允迪址线性参数化的非线性系统的渐近稳定。主要研究内容包括如下几个方面:攵砸焕喟胙细穹蠢±绶窍咝韵低常悸堑牟蝗范ㄏ畎ú问蝗范ㄏ和其他的非线性不确定项一状态依赖的、时间依赖的和动态的,将带有结构化信息的和未知结构化信息的动态不确定项进行区分,提出基于不连续投影的自适应鲁棒控制算法,实现伞局稳定,同时可以保证鲁棒动态性能。攵砸焕啻形粗U倚藕湃哦陌胙细穹蠢⌒头窍咝韵低常悸堑奈粗正弦扰动信号,除了幅值和初相未知外,频率亦未知,仅知道产生正弦信号的动态系统的阶数,将非线性观测器与基于不连续投影的自适应鲁棒控制相结合,构建面向性能的控制器。攵允艿焦阋逯芷谌哦藕庞跋斓囊焕喟胙细袷涑龇蠢⌒头窍咝韵低常乖观测器来实现对不可测状态信号的指数估计,用已知的基函数来逼近未知的广义周期信号,不连续型投影自适应律用于在线调节基函数的幅值以渐近地恢复未知广义周期信号。对于未知初始条件产生的估计误差,未补偿的扰动和不确定非线性项,通过输出自适应鲁棒学习控制的方法确定的鲁棒反馈控制在每一步有效地处理掉。设计的控制器对于输出跟踪达到很好的暂态性能和给定的稳态跟踪精度。苑窍咝圆问姆窍咝韵低程岢隽艘桓鲂碌纳杓瓶蚣堋Mü沟梅窍咝圆
数化函数单调化的方法,使单调化成为一种设计工具。这种设计方法不需要状态依赖的切换。为了得到使得函数单调化的设计自由度,放弃标准自适应控制的方法而采取最近引入的基于浸入和不变的自适应方法。在本论文最后,首先对半严格反馈型不确定非线性系统的自适应鲁棒控制进行了总结,并指出了其研究方向。其次,作者对非线性参数化的非线性系统的自适应控制算法进行了总结,并且对此类系统今后的研究进行了展望。关键词:非线性系统,下三角系统,自适应控制,鲁棒控制,非线性参数化,不连续投影,浸入和不变摘要
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学位论文作者签名:寺呷伺斌学位论文作者签名:呀叩句戡凇年‘耹罗签字日期:劲。月奕独创性声明学位论文版权使用授权书他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得迸鎏盘鲎或其他教育机借阅。本人授权澎鎏态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有关保留、使用学位论文的规定,本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ河南科技大学电子信息工程学院均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。諭有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。导师签名:签字日期:学位论文作者毕业后去向:工作单位:电话:—通讯地址:河南洛阳河南科技大学电子信息工程