一類輸出跟蹤系統(tǒng)的耗散控制.pdf

1、耗散性系統(tǒng)理論是由Willems在20世紀(jì)70年代提出的，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了各科研領(lǐng)域。耗理性理論將許多的數(shù)學(xué)工具與我們平時(shí)熟知的一些物理現(xiàn)象所聯(lián)系起來，特別是對于輸入輸出系統(tǒng)，耗散性理論為此類系統(tǒng)提供了一種模塊化的設(shè)計(jì)和分析方法，其本質(zhì)特征為，存在一個(gè)非負(fù)的能量函數(shù)，使得系統(tǒng)的能量損耗率總是小于能量的供給率。耗散理論具有很強(qiáng)的適用性，在處理機(jī)電系統(tǒng)、機(jī)器人等控制應(yīng)用方面和自適應(yīng)控制、非線性H∞控制等控制方面，已經(jīng)被證實(shí)是一種有效的

2、方法。
　　輸出跟蹤控制是控制中的一類重要問題，其實(shí)質(zhì)是使受控系統(tǒng)的輸出盡可能接近或等于參考系統(tǒng)的輸出。輸出跟蹤控制的研究與我們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，比較典型的輸出跟蹤控制包括飛機(jī)的尋軌飛行，導(dǎo)彈的跟蹤攔截等。傳統(tǒng)的對于輸出跟蹤的處理方法主要集中在PID控制，最優(yōu)控制以及H∞控制，而目前則沒有利用耗散性理論來解決輸出跟蹤控制的研究。
　　本論文研究了一類輸出跟蹤系統(tǒng)的耗散控制問題，即研究用耗散的方法來實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)對參考模型輸出

3、的跟蹤。首先，通過變形將一般的跟蹤控制問題轉(zhuǎn)換成為增廣系統(tǒng)的控制問題，對此類增廣系統(tǒng)的耗散性及無源性進(jìn)行定義。然后，給出了此類系統(tǒng)的閉環(huán)系統(tǒng)為耗散及無源的條件，并分別設(shè)計(jì)了耗散及無源的狀態(tài)反饋控制器，對于時(shí)滯跟蹤系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)了耗散及無源的狀態(tài)反饋控制器和時(shí)滯狀態(tài)反饋控制器，使得閉環(huán)跟蹤系統(tǒng)是耗散及無源的。最后，通過數(shù)值算例驗(yàn)證了定理的可行性，并用Matlab對跟蹤效果進(jìn)行了仿真。通過將耗散狀態(tài)反饋控制器與使用H∞狀態(tài)反饋控制器的跟蹤系統(tǒng)