基于無源化理論的狀態(tài)反饋控制.pdf

1、實際工程領(lǐng)域遇到的系統(tǒng)大多都是非線性系統(tǒng)，并且由于各種原因都帶有一定的不確定性，因此非線性不確定系統(tǒng)的控制問題是控制領(lǐng)域的一個重大課題。目前，在非線性系統(tǒng)的狀態(tài)反饋鎮(zhèn)定方面的理論研究中，經(jīng)常采用微分幾何和Backstepping方法為非線性系統(tǒng)設(shè)計狀態(tài)反饋鎮(zhèn)定控制器，但主要針對具有三角結(jié)構(gòu)的非線性系統(tǒng)，對于其他類型的非線性系統(tǒng)，關(guān)于其動態(tài)輸出反饋設(shè)計的成果還較為少見。 近年來，無源性理論被廣泛的應(yīng)用于非線性系統(tǒng)的研究，在非線性鎮(zhèn)

2、定問題上取得了大量成果。但是由于使系統(tǒng)無源化的充要條件是系統(tǒng)相對階為1且是弱最小相位的（零動態(tài)穩(wěn)定），而一般非線性系統(tǒng)很難達到這一條件，在很大程度上束縛了無源性在非線性控制領(lǐng)域的應(yīng)用。 首先，本文分析了非線性不確定系統(tǒng)控制的發(fā)展?fàn)顩r，指出研究非線性不確定系統(tǒng)的穩(wěn)定跟蹤控制具有重大意義。其次，針對一類含有未知參數(shù)的本質(zhì)非線性系統(tǒng)，提出了一種基于狀態(tài)反饋的無源控制對策，克服了相對階為1的束縛，解決了非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性和輸出跟蹤問題。

3、文中對自適應(yīng)狀態(tài)反饋和非自適應(yīng)狀態(tài)反饋分別進行了研究，設(shè)計了非自適應(yīng)無源鎮(zhèn)定控制器、輸出跟蹤控制器和自適應(yīng)無源鎮(zhèn)定控制器、輸出跟蹤控制器，并利用輸出信號作為控制信號，保證了閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，實現(xiàn)了系統(tǒng)全局輸出跟蹤且所有信號全局一致有界。文中通過仿真算例驗證了提出控制方案的有效性，表明系統(tǒng)具有較強的穩(wěn)定性和跟蹤特性。最后，本文通過跟蹤階躍信號對比了系統(tǒng)在兩種控制器作用下的動態(tài)調(diào)節(jié)性能。仿真結(jié)果表明，自適應(yīng)控制系統(tǒng)具有更強的跟蹤性和動態(tài)調(diào)節(jié)性。