非最小相位非線性系統(tǒng)是指具有不穩(wěn)定零動態(tài)或內(nèi)部動態(tài)的非線性系統(tǒng),廣泛存在于實際工業(yè)生產(chǎn)過程中。因為不穩(wěn)定零動態(tài)的影響,該系統(tǒng)不存在因果穩(wěn)定的逆,從而限制了許多常規(guī)非線性控制方法（如反演控制、滑�？刂频龋┑闹苯討�(yīng)用。實際上,非最小相位非線性系統(tǒng)的控制一直是控制理論與工程應(yīng)用中具有挑戰(zhàn)性的課題之一,引起了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。但隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,非最小相位系統(tǒng)本身變得越來越復(fù)雜,如系統(tǒng)模型更具不確定性、系統(tǒng)遭受未知的外部干擾、系統(tǒng)狀態(tài)未知等,這些特點對控制器的設(shè)計提出了更高的要求,現(xiàn)有方法難以滿足。因此,針對該類非最小相位非線性系統(tǒng)展開研究具有非常重大的理論與實際意義。本論文基于擴展的高增益觀測器（EHGO）,并結(jié)合慢積分控制和高增益反饋控制方法,針對非最小相位非線性系統(tǒng)的輸出調(diào)節(jié)問題展開了研究。主要研究工作和貢獻總結(jié)如下:研究了一類帶有未知常值干擾的不確定最小相位非線性系統(tǒng)的輸出調(diào)節(jié)問題。首先,通過合理構(gòu)造輔助系統(tǒng),并設(shè)計相應(yīng)的輔助控制器使其穩(wěn)定,然后結(jié)合輔助閉環(huán)系統(tǒng),針對原系統(tǒng)設(shè)計高增益反饋控制器,不但使得原系統(tǒng)在平衡點處指數(shù)穩(wěn)定,還保證系統(tǒng)性能能夠恢復(fù)到輔助閉環(huán)系統(tǒng)的水平。同... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

輔助系統(tǒng)的性能恢復(fù)：實線-輔助系統(tǒng)響應(yīng)；虛線或點劃線-高增益系統(tǒng)響應(yīng)（無積分器）

圖 3.2 高增益系統(tǒng)響應(yīng)：實線-高增益系統(tǒng)響應(yīng)（無積分器， 0）；虛線、點線或者點劃線-高增益系統(tǒng)響應(yīng)（有積分器）Fig. 3.2 Performance recovery of the auxiliary system: solid line—auxiliary system; dashed, dottedor dash-dotted line—high gain feedback (HGFB) system without slow integrator對系統(tǒng)進行仿真。仿真結(jié)果如圖 3.1 所示，從中可以觀察到：當(dāng) 越小時，該控制器作用下的系統(tǒng)性能越接近輔助系統(tǒng)的性能，但調(diào)節(jié)誤差 e t 收斂到一個非零的常值，這是因為系統(tǒng)未加入積分環(huán)節(jié)（當(dāng)然，如果 0，該控制器能夠確保 指數(shù)收斂到0，有興趣的讀者朋友可以自行驗證）。隨后，將 設(shè)定為0.001，我們在控制器中加入積分環(huán)節(jié)，并通過調(diào)節(jié)參數(shù) 的值，來驗證控制器(3.37)的性能。仿真結(jié)果如圖 3.2 所示：a) 當(dāng) 0，即不加積分環(huán)節(jié)時，控制器(3.37)不能實現(xiàn)指數(shù)調(diào)節(jié)，因為1 收斂到一個非零常值（這點在圖 3.1 也可有分析）；b) 當(dāng)加入積分環(huán)節(jié)后， 確實指數(shù)收斂到零；c) 隨著 的值減小，積分控制能夠恢復(fù)高增益控制器作用下時，系統(tǒng)在上升階段（Rising Phase）的性能，但這是以延長系統(tǒng)的穩(wěn)定時間（Settling Time）為代價的。

其他控制器參數(shù)的值不變，即同狀態(tài)反饋時一樣。仿真結(jié)果如圖3.3 所示，從中可以看到：當(dāng)減小 時，狀態(tài)反饋下的系統(tǒng)性能得到逐步地恢復(fù)。實際上，當(dāng)4 =10 時，狀態(tài)反饋控制作用下的系統(tǒng)性能同輸出反饋控制作用下的系統(tǒng)性能基本上無法區(qū)別。圖 3.3 狀態(tài)反饋系統(tǒng)的性能恢復(fù)：虛線或點線—輸出反饋控制；實線—狀態(tài)反饋控制Fig. 3.3 Performance recovery of state feedback system: dashed or dotted line—output feedbackcontrol; solid line—state feedback control

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3212249