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一类半严格反馈型非线性参数化系统的自适应控制方法研究

作　者: 吕帅
导　师: 苏宏业
学　校: 浙江大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 非线性系统非线性参数化动态面控制自适应鲁棒控制浸入与不变流型
分类号: TP13
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 57次
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内容摘要

在实际系统中,常常存在各种不确定的问题,如参数化不确定和非参数化不确定,其中的参数化不确定又可以分为线性参数化不确定和非线性参数化不确定,线性参数化不确定相关的自适应控制已经取得了很好的研究成果；由于非线性参数化不确定的高度复杂性,相关的自适应控制研究依然是控制界的难点和热点之一。本文针对一类半严格反馈型的非线性参数化不确定系统,研究了相应的控制问题,针对含有有界未知非线性项的系统,采用动态面控制的方法(DSC),设计了相应的控制器；对于含有非线性参数化不确定项的下三角系统,采用了浸入与不变流型技术(I&I),设计了参数辨识器；同时结合自适应鲁棒控制方法(ARC),提出了基于浸入与不变的自适应鲁棒控制器。具体研究成果如下：(1)针对带有非线性参数化不确定的下三角系统,设计了基于浸入与不变方法的辨识律,在传统的积分型辨识器中引入了调节函数,形成了非确定等价的辨识器。通过调节函数的选择使得其动态具有P单调性,从而使得参数估计值与真实值的差值渐近收敛到指定的辨识误差为零的不变流型中。使得参数估计值能够顺利收敛。(2)针对一类含有非线性参数化不确定项和未知非线性函数的下三角型非线性系统,结合浸入与不变流型自适应律,设计出了结构简单的动态面控制器,该方法在虚拟控制器上引入一阶滤波器,避免对虚拟控制器的多次求导,从而简化了控制器的设计,同时保证被控系统状态和输出信号均有界。(3)针对一类半严格反馈的非线性参数化的不确定非线性系统,设计了一种基于浸入和不变流型的自适应鲁棒控制器。浸入和不变流型方法将调节函数引入到参数估计律的设计中,增加了控制器设计自由度,实现对系统中未知参数的渐近估计,使得设计出的自适应鲁棒控制器在抑制非线性参数化不确定项和外界扰动对系统影响的同时,保证了良好的动态和稳态性能。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-9
目次  9-11
1 绪论  11-17
  1.1 非线性系统控制  11-12
  1.2 自适应控制和鲁棒控制  12-14
  1.3 浸入与不变自适应控制  14-15
  1.4 论文结构  15-17
2 预备知识  17-29
  2.1 非线性系统的模型  17-18
  2.2 非线性系统的基本性质  18-19
  2.3 Lyapunov稳定性  19-24
  2.4 现代稳定性分析  24-29
3 下三角型非线性参数化系统的辨识律  29-37
  3.1 引言  29
  3.2 问题描述  29-30
  3.3 估计律设计  30-31
  3.4 仿真实例  31-36
  3.5 小结  36-37
4 下三角型非线性参数化系统的动态面控制  37-51
  4.1 引言  37
  4.2 问题描述  37-39
  4.3 动态面控制算法  39-44
  4.4 仿真实例  44-49
  4.5 小结  49-51
5 下三角型非线性参数化系统的自适应鲁棒控制  51-69
  5.1 引言  51-52
  5.2 问题描述  52-54
  5.3 控制算法  54-58
  5.4 仿真实例  58-67
  5.5 小结  67-69
6 总结与展望  69-71
  6.1 论文研究工作总结  69-70
  6.2 今后研究工作展望  70-71
参考文献  71-76
攻读硕士学位期间主要研究成果  76

一类半严格反馈型非线性参数化系统的自适应控制方法研究

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