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文檔簡介
1、非線性系統(tǒng)是科學研究及現(xiàn)實生活各個領域內(nèi)普遍存在的現(xiàn)象,因此非線性系統(tǒng)的控制研究,有著重要的理論和實際意義,并成為控制理論研究的熱點之一。在傳統(tǒng)非線性分析中,李雅普諾夫分析是常用的一種研究方法,該理論著重討論的是平衡點的穩(wěn)定性,即當系統(tǒng)受到輕微作用后,能否自動恢復到平衡點的能力。近年來,收縮理論作為一種研究非線性系統(tǒng)收斂性的新方法被提出并得到了廣泛的應用。作為一個非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性理論,收縮分析是基于連續(xù)介質(zhì)力學和微分幾何的,并不需要知
2、道系統(tǒng)標稱狀態(tài)或者平衡點的具體信息,因此是一種更有前景的分析方法。本論文針對基于收縮理論的非線性控制以及在無人機中的應用展開以下三個方面的研究:
針對一般的非線性參數(shù)嚴反饋系統(tǒng),從系統(tǒng)軌跡收斂性角度出發(fā),提出了一種基于收縮理論的自適應反步跟蹤控制方法,首先為了保證收縮性,根據(jù)子系統(tǒng)的分層聯(lián)接方式對虛擬及實際控制輸入進行了設計,然后針對不確定性參數(shù),利用收縮自適應設計了自適應估計律,并依據(jù)收縮自適應引理確保閉環(huán)系統(tǒng)軌跡的漸近收斂
3、性以及估計值的有界性。
針對一類不確定非線性參數(shù)嚴反饋系統(tǒng),提出了基于收縮理論的自適應動態(tài)面控制方法。動態(tài)面控制器設計保證各子系統(tǒng)關于狀態(tài)誤差部分收縮;對于不確定參數(shù)構造收縮自適應律;并利用收縮下的奇異攝動分析降階處理子系統(tǒng),確保降階前后狀態(tài)誤差間的偏差及濾波誤差有界;通過分層子系統(tǒng)的收縮魯棒性分析,證明了原閉環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)半全局收斂到以期望軌跡為中心的球域內(nèi),保證了跟蹤誤差及自適應估計有界。
針對無擾動的無人機姿態(tài)角模
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