非线性系统的干扰解耦与干扰抑制控制研究

论文摘要

非线性控制系统是当今一个热点研究领域,同时控制系统消除或削减外部干扰的影响一直是受学者关注的问题。因此,深入研究非线性系统干扰解耦与抑制问题有着重要的理论意义和应用价值。本文分别基于微分几何理论和模糊双曲正切模型,针对一般非线性系统、时滞非线性系统、参数不确定常时滞和时变时滞非线性系统以及具有混合不确定时滞非线性系统等,对干扰解耦与抑制问题做进一步研究,取得了如下成果。1.针对一类连续非线性MIMO系统讨论了稳定干扰解耦控制问题,应用非线性微分几何理论,提出了系统关于干扰的向量相对阶,基于相对阶概念给出了静态状态反馈控制器存在的充分必要条件。控制器可确保闭环系统不但是完全干扰解耦的,而且是输入输出解耦和线性化的,对感应电机控制系统进行仿真。2.针对一类连续非线性时滞MIMO系统讨论了稳定干扰解耦控制问题,应用非线性微分几何理论,分别给出了无记忆和有记忆状态反馈控制器存在的充分必要条件。控制器可确保闭环系统输出不受干扰影响且与时滞无关,同时控制系统也是输入输出解耦和线性化的。3.针对一类含有参数不确定项的连续多时滞非线性系统提出了鲁棒H∞干扰抑制控制方法,基于模糊双曲正切系统（FHM）给出了非线性系统的FHM建模方法及状态反馈控制器的设计方法,应用新的Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式技术,设计了一类鲁棒H∞干扰抑制控制器,该控制器可确保闭环系统是渐近稳定且具有指定的干扰抑制水平。所得结果与已有结果比较有以下优点：该条件是时滞依赖的且考虑了更多系统信息,使得控制器具有更好的控制性能,大大降低了结果的保守性。4.针对一类含有参数不确定项的连续时变时滞非线性系统,基于FHM模型设计鲁棒H∞干扰抑制控制器。在两种不同的条件下,应用Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式技术,得到了一类鲁棒H∞干扰抑制控制器存在时滞依赖的充分条件,控制器保证闭环系统是渐近稳定的且具有指定的干扰抑制水平。5.讨论了一类同时具有参数和结构不确定的连续时变时滞非线性系统的鲁棒H∞干扰抑制控制器设计问题。假设结构上未知非线性的具有时滞状态摄动是范数有界但增益是未知的,基于FHM模型利用Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式技术,得到状态反馈自适应鲁棒控制器存在的充分条件。采用新自适应律和对未知参数估计方法,来消除结构不确定项对控制系统的影响。控制器可保证闭环系统鲁棒渐近稳定且具有指定干扰抑制能力。所得结果更具有普遍性和实际意义。

论文目录

中文摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 非线性系统控制研究概述

1.1.1 非线性系统研究方法

1.1.2 不确定时滞非线性系统分析

1.2 非线性系统干扰解耦与干扰抑制控制概述

1.2.1 干扰解耦

1.2.2 干扰抑制

1.3 预备知识

1.3.1 符号与记法

1.3.2 李雅普诺夫稳定性要义

1.3.3 微分几何基本知识

1.3.4 线性矩阵不等式基础

1.4 本文主要工作

第二章非线性MIMO系统的稳定干扰解耦控制

2.1 引言

2.2 一类SISO非线性系统的干扰解耦控制

2.2.1 问题描述

2.2.2 干扰解耦控制

2.2.3 仿真示例

2.3 一类MIMO非线性系统的干扰解耦控制

2.3.1 系统描述

2.3.2 MIMO非线性系统的干扰解耦

2.3.3 仿真示例

2.4 本章小结

第三章非线性时滞系统的稳定干扰解耦控制

3.1 引言

3.2 一类时滞非线性系统干扰解耦控制

3.2.1 问题描述

3.2.2 干扰解耦控制

3.2.3 仿真示例

3.3 一类多时滞非线性系统的干扰解耦控制

3.3.1 系统描述

3.3.2 干扰解耦控制

3.3.3 仿真示例

3.4 本章小结

∞干扰抑制'>第四章基于FHM的不确定时滞非线性系统的鲁棒H_∞干扰抑制

4.1 引言

4.2 预备知识

4.2.1 一般非线性系统的模糊双曲正切模型

4.2.2 非线性时滞系统的模糊双曲正切模型

∞干扰抑制控制'>4.3 不确定非线性时滞系统鲁棒H_∞干扰抑制控制

4.3.1 问题描述

∞性能分析'>4.3.2 鲁棒H_∞性能分析

∞控制'>4.3.3 鲁棒H_∞控制

4.4 仿真示例

4.5 本章小结

∞干扰抑制'>第五章基于FHM的不确定时变时滞非线性系统的鲁棒H_∞干扰抑制

5.1 引言

∞干扰抑制控制'>5.2 不确定时变时滞非线性系统鲁棒H_∞干扰抑制控制

5.2.1 问题描述

∞干扰抑制控制'>5.2.2 鲁棒H_∞干扰抑制控制

5.3 仿真示例

5.4 本章小结

∞干扰抑制'>第六章具有混合不确定时变时滞非线性系统的鲁棒自适应H_∞干扰抑制

6.1 引言

∞干扰抑制控制'>6.2 混合不确定时变时滞非线性系统鲁棒自适应H_∞干扰抑制控制

6.2.1 问题描述

∞控制'>6.2.2 鲁棒自适应H_∞控制

6.3 本章小结

第七章问题展望

参考文献

攻读博士学位期间的研究成果

致谢

个人简历

非线性系统的干扰解耦与干扰抑制控制研究

论文摘要

论文目录

相关论文文献

猜你喜欢