基于國防科技以及控制理論的發(fā)展需求,關于不確定系統(tǒng)的研究已經獲得了廣泛的關注。不確定系統(tǒng)的研究方向很多,涉及到諸多方面的內容,本文主要著重開展不確定系統(tǒng)的控制方法研究。目前干擾補償控制、滑模控制以及自適應控制等方法由于對不確定系統(tǒng)具有良好的魯棒性能,由此成為了研究與實踐的熱點。但是,目前這些相關的研究仍然存在著許多的不足。首先,干擾補償控制中存在可能由估計尖峰引起的控制尖峰問題;其次,大多數(shù)的控制方法不能抑制非匹配不確定干擾;最后,針對控制增益未知系統(tǒng)的研究較少。本論文解決的問題及創(chuàng)新點如下針對無尖峰干擾估計問題開展了一系列的研究。首先針對現(xiàn)有的降階干擾觀測器以及擴張狀態(tài)干擾觀測器的估計尖峰現(xiàn)象的發(fā)生條件、發(fā)生時刻等進行研究;然后,提出了兩種解決估計尖峰問題的方案,即設計時變觀測增益的方案與阻斷尖峰的方案。這兩種估計尖峰的解決方案是本文后續(xù)無尖峰干擾補償控制的基礎。然后,針對設計時變觀測增益的方案,本章設計了兩種新型時變增益干擾觀測器,分別是時變增益干擾觀測器與自適應增益有限時間收斂干擾觀測器。針對不確定系統(tǒng)的無尖峰干擾補償滑�？刂茊栴}開展了一系列研究�；谇懊嫠O計的時變增益干擾觀測...

【文章頁數(shù)】：173 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 從臨近空間動能攔截器制導控制工程需求的角度
        1.1.2 從控制理論發(fā)展的角度
    1.2 干擾補償控制概述
    1.3 匹配不確定系統(tǒng)的干擾補償滑模控制概述
    1.4 非匹配不確定系統(tǒng)的干擾補償滑�？刂聘攀�
    1.5 控制輸入未知系統(tǒng)的自適應滑�？刂聘攀�
    1.6 本文的主要研究內容及組織結構
        1.6.1 主要研究內容
        1.6.2 本文組織結構
2 無尖峰干擾觀測器研究
    2.1 前言
    2.2 問題描述及準備
    2.3 降階擴張狀態(tài)觀測器及其尖峰現(xiàn)象分析
        2.3.1 降階擴張狀態(tài)觀測器的估計精度分析
        2.3.2 降階擴張狀態(tài)觀測器的估計尖峰現(xiàn)象
    2.4 擴張狀態(tài)觀測器及其尖峰現(xiàn)象
        2.4.1 擴張狀態(tài)觀測器的估計精度分析
        2.4.2 擴張狀態(tài)觀測器的估計尖峰現(xiàn)象
    2.5 估計尖峰的危害及解決方案分析
    2.6 時變增益干擾觀測器
        2.6.1 觀測器設計及穩(wěn)定性分析
        2.6.2 無尖峰特性分析
    2.7 自適應增益有限時間收斂干擾觀測器
        2.7.1 觀測器設計及穩(wěn)定性分析
        2.7.2 無尖峰特性分析
    2.8 仿真算例
    2.9 小結
3 匹配不確定非線性系統(tǒng)的無尖峰干擾補償滑�？刂�
    3.1 前言
    3.2 問題描述及準備
    3.3 基于時變增益干擾觀測器的無尖峰干擾補償滑�？刂�
        3.3.1 時變增益干擾觀測器
        3.3.2 無尖峰干擾補償滑�？刂破�
    3.4 基于自適應增益有限時間干擾觀測器的無尖峰干擾補償滑�？刂�
        3.4.1 自適應增益有限時間收斂干擾觀測器
        3.4.2 無尖峰干擾補償滑�？刂破�
    3.5 基于自適應增益有限時間干擾觀測器的無尖峰有限時間干擾補償滑�？刂�
        3.5.1 新型指定時間收斂滑模面
        3.5.2 有限時間時間收斂無尖峰干擾補償滑�？刂破�
        3.5.3 非奇異及連續(xù)特性分析
    3.6 仿真算例
    3.7 小結
4 非仿射非匹配不確定系統(tǒng)的無尖峰干擾補償滑模控制
    4.1 前言
    4.2 問題描述及準備
    4.3 基于微分的模型轉換
    4.4 高階擴張狀態(tài)觀測器
    4.5 干擾補償滑�？刂破�
    4.6 基于阻斷尖峰因子的干擾補償滑模控制器
        4.6.1 滑模面及控制器設計
        4.6.2 無尖峰特性設計
    4.7 仿真算例
    4.8 小結
5 控制輸入未知的匹配不確定系統(tǒng)自適應滑�？刂�
    5.1 前言
    5.2 問題描述
    5.3 控制增益不確定系統(tǒng)自適應滑�？刂�
        5.3.1 自適應滑模控制器
        5.3.2 仿真算例
    5.4 控制方向不確定系統(tǒng)自適應滑�？刂�
        5.4.1 瞬時切換方向控制器
        5.4.2 過渡切換方向控制
        5.4.3 仿真算例
    5.5 小結
6 控制輸入未知的非匹配不確定系統(tǒng)的自適應無尖峰干擾補償滑模控制
    6.1 前言
    6.2 問題描述及準備
    6.3 基于微分與干擾補償?shù)哪Ｐ娃D換
    6.4 高階擴張狀態(tài)觀測器
    6.5 無尖峰自適應干擾補償滑�？刂破�
        6.5.1 基于阻斷尖峰因子的滑模面
        6.5.2 針對控制方向已知的控制器
        6.5.3 針對控制方向未知的控制器
        6.5.4 無尖峰特性分析
    6.6 仿真算例
    6.7 小結
7 理論研究在臨近空間動能攔截器中的應用
    7.1 理論研究在動能攔截彈制導律中的應用
        7.1.1 制導模型建立
        7.1.2 干擾補償滑模制導律設計
        7.1.3 無尖峰干擾補償滑模制導律設計
        7.1.4 仿真驗證
    7.2 理論研究在動能攔截彈制導控制一體化中的應用
        7.2.1 攔截彈制導控制一體化模型建立
        7.2.2 基于微分的模型轉換
        7.2.3 高階擴張狀態(tài)觀測器設計
        7.2.4 基于阻斷尖峰因子的干擾補償滑模控制器設計
        7.2.5 仿真驗證
    7.3 理論研究在控制輸入未知的動能攔截器中的應用
        7.3.1 BTT攔截器的姿態(tài)控制模型
        7.3.2 控制增益大小及方向未知的BTT攔截彈姿態(tài)控制器設計
        7.3.3 仿真驗證
    7.4 小結
8 總結與展望
    8.1 結論
    8.2 主要創(chuàng)新點
    8.3 研究展望
參考文獻
攻讀博士學位期間的研究成果
致謝



本文編號：3764140