幾類控制係數未知非線性系統的輸出反饋跟蹤控制研究

《幾類控制係數未知非線性系統的輸出反饋跟蹤控制研究》是依託濟南大學，由閆雪華擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：幾類控制係數未知非線性系統的輸出反饋跟蹤控制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：閆雪華
• 依託單位：濟南大學

項目摘要

本項目擬研究幾類控制係數未知不確定非線性系統的全局輸出反饋跟蹤控制問題。由於控制係數未知和系統不確定性等因素的存在，常規的Luenberger型觀測器或高增益觀測器不再適用。問題解決的關鍵在於設計出合適的觀測器及為觀測器增益選擇適當的動態調節律。該項目在控制係數符號已知且增長依賴於不可測狀態前提下，首先研究控制係數上下界已知的非線性系統，然後再研究僅其下界已知的非線性系統。最後研究控制係數符號（控制方向）未知且增長依賴於可測輸出(或不可測狀態)的非線性系統。在對系統非線性項進行不同的合理假設下，該項目擬通過利用通用控制理論中的技巧和死區思想，採用尺度變換法、backstepping方法、Nussbuam型增益方法和自適應等技術，構造出相應的自適應輸出反饋跟蹤控制器。該項目的成功實施，將對機器人控制等不確定非線性系統控制器性能的改善產生積極影響，因此本項目的研究具有重要的理論和實際意義。

結題摘要

本項目主要研究了幾類控制係數未知不確定(時滯)非線性系統的全局輸出反饋鎮定和跟蹤控制問題。由於控制係數未知和系統不確定性等因素的存在，常規的Luenberger型觀測器或高增益觀測器不再適用。在對系統非線性項進行不同的合理假設下，本項目通過利用通用控制理論中的技巧和死區思想，採用尺度變換法、backstepping方法、Nussbuam型增益方法和自適應等技術，構造出相應的自適應輸出反饋鎮定和跟蹤控制器。該項目在增長依賴於不可測狀態前提下，分別研究了控制係數符號和上下界已知的非線性系統，時滯非線性系統，輸出函式導數符號已知但上下界皆未知的非線性系統。進一步地，研究了控制方向未知船舶欠驅動系統。重要結果有：提出了控制係數上下界已知及增長率未知非線性系統的全局輸出反饋跟蹤控制設計方案；給出了增長率未知時變時滯非線性系統的全局輸出反饋跟蹤控制設計方法；解決了輸出函式及增長率均未知平面非線性系統的全局輸出反饋鎮定和實際跟蹤問題；給出了輸出函式導數上下界及增長率均未知非線性系統的全局輸出反饋鎮定控制設計方案；解決了控制方向未知欠驅動船舶系統的全局自適應直線跟蹤控制設計問題。另外，在該基金支持下，項目組還在時滯系統的二次跟蹤控制問題、乘性噪聲觀測時滯系統的線性估計問題和離散時變系統的故障估計等方面進行了研究。該項目的成功實施，將對船舶直線航跡控制、機器人控制等不確定非線性系統控制器性能的改善產生積極影響，因此本項目的研究具有重要的理論和實際意義。