【摘要】：近些年,對非線性系統(tǒng)控制的研究已取得了一定的進展,但仍存在很多問題需要深入研究。首先,大多數(shù)現(xiàn)有的非線性系統(tǒng)自適應控制研究工作是基于狀態(tài)無約束條件下進行的。而實際系統(tǒng)中,約束是普遍存在且不可避免的,并且違反約束會導致系統(tǒng)性能損壞,甚至導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。其次,現(xiàn)有的對約束非線性系統(tǒng)的研究工作大部分都是基于狀態(tài)可測條件下設計控制器使得系統(tǒng)達到穩(wěn)定,而實際系統(tǒng)中狀態(tài)常常會出現(xiàn)不可測的情況。進一步地,現(xiàn)有約束非線性系統(tǒng)研究工作大多數(shù)是基于常數(shù)約束,而對于時變約束控制的研究較少。本文主要研究狀態(tài)不可測的約束非線性系統(tǒng)跟蹤控制問題。本文主要圍繞純反饋非線性系統(tǒng)和非嚴反饋非線性系統(tǒng)的約束控制問題展開研究,主要內(nèi)容概括如下:1.首先,研究被控系統(tǒng)狀態(tài)不可測的全狀態(tài)約束的純反饋非線性系統(tǒng)的跟蹤控制問題。利用模糊邏輯系統(tǒng)來逼近被控系統(tǒng)中的未知函數(shù),通過設計模糊狀態(tài)觀測器來估計被控系統(tǒng)的不可測狀態(tài)。在Backstepping的每一步中考慮加入障礙Lyapunov函數(shù),設計出不違反全狀態(tài)約束條件的輸出反饋控制器。通過構(gòu)造障礙Lyapunov函數(shù),所設計的控制策略保證了跟蹤誤差實現(xiàn)了一致最終有界。2.其次,研究具有全狀態(tài)約束的非嚴反饋時滯非線性系統(tǒng)的跟蹤控制問題。通過設計線性高增益觀測器來估計系統(tǒng)的不可測狀態(tài),再利用變量分離技術(shù)解決非嚴反饋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)帶來的Backstepping設計難點。通過在Backstepping的每一步中加入障礙Lyapunov函數(shù),設計出自適應輸出反饋控制器。所設計的控制方案使得跟蹤誤差實現(xiàn)一致最終有界且不違反全狀態(tài)約束條件。3.最后,研究具有時變輸出約束和輸入飽和的純反饋時變時滯非線性系統(tǒng)跟蹤控制問題。設計模糊觀測器來估計被控系統(tǒng)的不可測狀態(tài),再利用輔助動態(tài)系統(tǒng)補償了設計過程中的輸入飽和�？紤]非對稱障礙Lyapunov函數(shù)來保證不違反時變輸出約束。同時考慮了狀態(tài)為常約束的控制問題�；谧赃m應Backstepping控制和Lyapunov穩(wěn)定性定理,證明了所提出的自適應模糊輸出反饋控制策略能夠滿足約束條件,同時能夠確保閉環(huán)系統(tǒng)的所有信號達到一致最終有界。
【圖文】：

1,1,1,1,1 , 1, 1,1,1,1,1 , w 1。仿真結(jié)果如圖3.1-3.4所示。圖3.1(a)顯示了設計的控制器保證了良好的輸出跟蹤性能且圖3.1(b)表示跟蹤誤差。在圖3.2(a)可以看出，，設計的控制器保證了對于所有的t 0,狀態(tài)變量1x 和2x 一直保持在約束區(qū)域1 2x 0.4, x 1.8上。圖3.2(b)為控制輸入曲線。圖3.3(a)和圖3.3(b)表示所有的閉環(huán)系統(tǒng)信號均是有界的。圖3.4(a)和圖3.4(b)可以看出狀態(tài)觀測器是可行的。從圖3.1-3.4的仿真結(jié)果可知，提出的模糊輸出反饋方法可以實現(xiàn)良好的控制性能。(a) 跟蹤結(jié)果 (b) 跟蹤誤差圖3.1 系統(tǒng)的跟蹤結(jié)果與跟蹤誤差

21(a) 狀態(tài)約束 (b) 輸入控制圖3.2 系統(tǒng)的狀態(tài)約束與輸入控制(a) 自適應參數(shù) i (b) 自適應參數(shù)1 2 ,w 圖3.3 系統(tǒng)的自適應參數(shù)(a)1x 觀測結(jié)果 (b)2x 觀測結(jié)果圖3.4 系統(tǒng)的觀測結(jié)果
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O231

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本文編號：2644514