關于非線性標準型系統(tǒng)輸出調節(jié)問題的研究.pdf

1、非線性系統(tǒng)的輸出調節(jié)問題（又叫伺服補償問題）作為控制論的一個重要分支一直以來得到了廣泛的關注.通過引入伺服補償器（又叫內模單元）能夠使系統(tǒng)達到漸近穩(wěn)定，所以一直以來被認為是解決輸出調節(jié)問題最有效也是應用最廣泛的手段.本文采用內模原理研究了最小相位系統(tǒng)輸出反饋情況下的實際調節(jié)問題，自適應輸出調節(jié)問題，非最小相位系統(tǒng)的輸出調節(jié)問題，以及基于高增益觀測器的分離原理.取得了如下創(chuàng)新性成果:
　　1.針對存在內模擾動的一類最小相位非線性標準

2、型系統(tǒng)，首次提出向量李雅普諾夫函數(shù)方法來解決實際輸出調節(jié)問題.該方法可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)調節(jié)誤差上界是內模擾動的一次線性函數(shù)，因此相比于標量二次型李雅普諾夫函數(shù)大大降低了所得穩(wěn)態(tài)誤差的保守性.并且引入了控制器設計參數(shù)調節(jié)機制，從而解決了此類系統(tǒng)的實際調節(jié)問題.
　　2.針對外部系統(tǒng)存在不確定參數(shù)的一類最小相位非線性標準型系統(tǒng)，提出了一種新型自適應調節(jié)器并達到了半全局（semiglobal）的漸近調節(jié).本文提出的自適應內模不僅適用于均

3、衡實現(xiàn)內模，更適用于能控規(guī)范型內模，當使用能控規(guī)范型內模的時候，在線估計的參數(shù)較使用均衡實現(xiàn)內模時可以減少一半，并且可以通過使用縮放因子使被估計的參數(shù)范圍任意調整，從而增加了數(shù)值穩(wěn)定性.并且，此處的半全局的漸近調節(jié)是在對系統(tǒng)參數(shù)進行自適應估計時缺少持續(xù)激勵(Persistent Excitation)的情況下達到的.當存在持續(xù)激勵的情況下，系統(tǒng)原點是半全局漸近穩(wěn)定和局部指數(shù)穩(wěn)定的.
　　3.針對缺少持續(xù)激勵情況下的自適應系統(tǒng)，建立

4、了一種新的基于高增益觀測器的分離原理.現(xiàn)有的基于高增益觀測器的分離原理都要求狀態(tài)反饋下的閉環(huán)系統(tǒng)存在一個漸近穩(wěn)定的不變集，然而當內模的部分模式被激勵（即自適應系統(tǒng)缺少持續(xù)激勵條件）的情況下，這樣的不變集是不存在的.本文首次建立了在缺少持續(xù)激勵情況下的自適應系統(tǒng)，基于高增益觀測器的非局部的非線性分離原則.通過調節(jié)輸出反饋自適應調節(jié)器的參數(shù)，可以使所形成的系統(tǒng)狀態(tài)軌跡接近于狀態(tài)反饋下的理想滑?？刂破魉纬傻能壽E.
　　4.針對提出的自

5、適應調節(jié)器，在引入內模擾動的情況下，通過三重時域方法建立了自適應實際調節(jié).這里需要內模的所有模式是激活的，并且對內模增加了可觀性要求.本創(chuàng)新點是多重時域方法在非線性實際調節(jié)問題的一個新應用.
　　5.針對一類非最小相位非線性標準型系統(tǒng)，本文提出了條件積分器方法來達到半全局的漸近調節(jié).本文將這個問題歸結為兩個輔助性問題，并且利用奇異擾動方法推導出這兩個輔助性問題可以被同時求解.而且，推導出在解決非最小相位系統(tǒng)的輸出調節(jié)問題中，新增的