非對稱非光滑受限輸入非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定跟蹤控制.pdf

1、實際工程系統(tǒng)中的控制輸入大部分都屬于飽和輸入形式，并且是非對稱和非光滑的，而且大部分的參數(shù)都是不確定的，系統(tǒng)長期運行中也不可避免會出現(xiàn)執(zhí)行器的故障問題?？紤]到大多數(shù)工程系統(tǒng)存在著以上問題，本文針對非對稱非光滑飽和輸入與執(zhí)行器故障的多種不確定因素非線性系統(tǒng)展開了深入的研究。
　　首先，研究了一類非對稱非光滑飽和輸入與執(zhí)行器故障的一般形式高階非線性系統(tǒng)，并設計了魯棒自適應控制方案和容錯控制方案。該控制方案中引入一個定義良好的非對稱光滑

2、函數(shù)，目的是用該函數(shù)來近似非光滑的飽和輸入函數(shù)。并且該方案與大多數(shù)用于高階非線性系統(tǒng)的現(xiàn)有控制方案不同，大多數(shù)方案都需要假設控制增益是未知常數(shù)，本文設計的控制器只需要控制增益是有界時變函數(shù)。在這項研究工作中，所設計的控制方案可以保證系統(tǒng)所有的閉環(huán)信號是全局統(tǒng)一有界的，并且該方法通過Lyapunov穩(wěn)定性理論嚴格證明。仿真研究的結(jié)果驗證了所設計的控制方案的有效性。
　　其次，研究并探討了一類非對稱非光滑控制輸入與執(zhí)行器故障的嚴格反饋

3、非線性系統(tǒng)。針對這類系統(tǒng)，設計出了廉價計算的魯棒自適應動態(tài)面控制器和容錯控制器。方案中通過引入三種定義良好的非對稱光滑函數(shù)和一種Nussbaum類型函數(shù)，前者用來對非對稱非光滑的控制輸入函數(shù)進行近似，后者用來解決未知的時變控制增益難控制的問題。這與大多數(shù)現(xiàn)有方法相比，其顯示出幾個吸引人的特征。例如能夠處理隨時間變化的未知控制增益和參數(shù)不確定性；能夠處理非對稱和非光滑控制輸入的情況而不需要控制輸入函數(shù)界限的先驗知識；能夠適應意外的執(zhí)行器故

4、障；并且結(jié)構(gòu)簡單和計算成本低。在所提出的控制方案的調(diào)節(jié)下，閉環(huán)系統(tǒng)中的所有信號最終都能達到半全局均勻最終有界。最后，利用仿真研究所得到的結(jié)果來證明所提出的控制器設計方法的可行性。所提出的設計方法能夠有效地解決所有這一類的非對稱非光滑控制輸入與執(zhí)行器故障的非線性系統(tǒng)的控制問題。
　　本文解決了同時具有非對稱非光滑飽和輸入、外部擾動、控制增益時變、參數(shù)不確定和不可測的執(zhí)行器故障等多種不確定因素的一般高階非線性系統(tǒng)和嚴格反饋非線性系統(tǒng)對