不確定非線性系統(tǒng)的控制研究

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1、浙江大學(xué)博士學(xué)位論文摘要不確定非線性系統(tǒng)作為最一般的系統(tǒng)廣泛存在于現(xiàn)實(shí)世界中，因此對不確定非線性系統(tǒng)的控制研究具有重要的理論意義和迫切的實(shí)際需要。本論文的工作和研究成果主要體現(xiàn)在：(1)研究了一類不確定非線性系統(tǒng)的切換自適應(yīng)控制問題。在非線性系統(tǒng)中未知參數(shù)的邊界值未知的情況下，提出了切換自適應(yīng)控制設(shè)計(jì)方法。用該方法得到的控制器能保證系統(tǒng)狀態(tài)的有界性及在原點(diǎn)的全局漸近收斂性，這種切換自適應(yīng)控制器基于邏輯判斷，在線修正估計(jì)參數(shù)的估計(jì)值，它不僅具有自適應(yīng)控制能夠“學(xué)習(xí)”的優(yōu)點(diǎn)，并且具有較強(qiáng)的魯棒性。(2)

2、研究了一類控制方向未知不確定非線性系統(tǒng)的切換自適應(yīng)控制問題。實(shí)際中，與“控制”變量相乘的未知參數(shù)有時候不僅數(shù)值大小未知而且它的符號也不能事先確定。與“控制”變量相乘的未知參數(shù)的符號表示了系統(tǒng)在控制作用下的運(yùn)動方向。當(dāng)這些符號已知時控制器的設(shè)計(jì)較為簡單；當(dāng)這些符號不能事先確定時，必須首先確定這些未知參數(shù)的符號，然后才能進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)。為了確定未知參數(shù)的符號及數(shù)值，本文通過修正切換邏輯給出了一種新的基于邏輯切換的自適應(yīng)控制設(shè)計(jì)方法。這種控制器基于邏輯判斷在線切換控制方向并修正參數(shù)估計(jì)值，利用該控制器能

3、保證系統(tǒng)狀態(tài)的有界性并且在原點(diǎn)達(dá)到全局漸近穩(wěn)定。(3)研究了一類具有非線性干擾和漂移不確定性的鏈?zhǔn)较到y(tǒng)的自適應(yīng)控制問題。非線性漂移不確定性會使針對理想鏈?zhǔn)较到y(tǒng)所設(shè)計(jì)的穩(wěn)定算法失效。本文在Ly印uIlov穩(wěn)定性理論的基礎(chǔ)上，利用狀態(tài)變換和backStepping設(shè)計(jì)方法給出了一種新的自適應(yīng)控制設(shè)計(jì)方法，用該方法得到的控制器能保證系統(tǒng)狀態(tài)在原點(diǎn)達(dá)到全局漸近穩(wěn)定，同時保證估計(jì)參數(shù)有界。為了克服鏈?zhǔn)较到y(tǒng)中的不可控性，本文提出了一種新的自適應(yīng)切換控制器。(4)研究了一類具有隨機(jī)干擾的鏈?zhǔn)较到y(tǒng)的控制問題。把外界

4、干擾假定為有界擾動或參數(shù)化的不確定性雖然有利于分析和設(shè)計(jì)不確定非線性系統(tǒng)，但是這種假定并不總能很好地描述現(xiàn)實(shí)中的擾動。有必要研究一類更貼近現(xiàn)實(shí)的擾動一隨機(jī)干擾。為了克服隨機(jī)控制過程中出現(xiàn)的平方漂移項(xiàng)以及鏈?zhǔn)秸憬髮W(xué)博士學(xué)位論文系統(tǒng)中的不可控性，本文通過時變反饋技巧和構(gòu)造4次型的隨機(jī)控制Lyapunov函數(shù)給出一種有效的控制器設(shè)計(jì)方法，用該方法得到的控制器能夠保證閉環(huán)系統(tǒng)概率意義下的全局漸近穩(wěn)定。(5)研究了不確定移動機(jī)器人的自適應(yīng)控制問題。針對移動機(jī)器人特殊的物理結(jié)構(gòu)，提出了一種基于無源性分析的飽和

5、光滑時變自適應(yīng)控制器。通過對外加激勵引入變增益系數(shù)，加快了系統(tǒng)部分狀態(tài)的收斂速度。關(guān)鍵詞：非線性，不確定性，自適應(yīng)控制，隨機(jī)干擾，遞推法。II浙江大學(xué)博士學(xué)位論文Abstl?actUncertainnolllinearsystemsarecomplex，but誦delyexistin血erealworld．Researcheson也econ訂olofuncertainnonlillearsystemshavebotllmeoreticalaIldpracticalinterests．Them由orc

6、ontrihmonSoftllisdissen砒ionareasfollows：(1)Theg麗tchingad印tivecomrolisstlldiedf醅aclassofuncertainnonHnearsystem．InthecasethatthercisnoapnoriknoWle起eofmeupperboundandlowerboundoft11eunknownpar鋤eters，t11e州tcllingadaptivecon仃oldesi印approachispresemed．Thede

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8、headvantageOf1eammgc印abiIitiesinadaptiVeco曲rolbutalsopossesspreferablyrobuSt．(2)Thes晰tch．mgad印tivecontr01isc011sidcredforaclassofnollljnearsystemwitl】uIlknowncoⅡ時oldirections．hlfact，the幽oⅥlmult如licativearesometimesnotonlymeuIlkllo啪ofmeV