基本介紹
- 中文名：非線性系統的非光滑控制分析與綜合
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李世華
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
非光滑反饋控制是介於光滑反饋控制和非連續反饋控制之間的一種非線性控制方法，對它的研究將彌補這兩大控制理論分支之間的間隙，有助於發展和完善非線性控制理論。與光滑反饋控制方法相比，非光滑反饋控制方法具有更快的收斂性和更強的抗擾動性能，它在工程控制系統中具有廣闊的套用潛力。本項目擬對非線性系統的非光滑控制分析與綜合問題展開研究，主要內容包括：研究一類非線性系統的非光滑控制問題，包括帶上三角結構的非線性系統，以及帶上三角和下三角混合結構的非線性系統兩類情況；研究飛行器姿態的非光滑控制問題，包括剛體飛行器姿態系統的非光滑狀態觀測器和非光滑輸出反饋控制設計，撓性飛行器姿態系統的非光滑狀態觀測器和非光滑輸出反饋控制設計；研究多智慧型體系統的非光滑一致性協定設計問題，包括單個智慧型體對象為二階積分器和空間飛行器兩種情況。研究將促進非光滑控制方法在非線性系統的套用，提升控制系統性能，產生直接或者間接的經濟效益。
結題摘要
本項目順利地完成了項目的預期目標。在理論方面，解決了幾類上三角系統的非光滑鎮定問題；對具有上三角和下三角混合結構的非線性系統，提出了基於級聯繫統的非光滑鎮定方法；首次給出了一類非線性時變系統非光滑有限時間收斂觀測器的構造性設計方法；首次提出了不匹配受擾系統基於動態滑模面構造的主動抗干擾滑模控制方法；首次研究了離散時間高階終端滑模控制系統的設計和穩定性問題；首次對存在外部擾動情況下二階多智慧型體系統設計了非光滑一致性、包容控制算法。在套用方面，以剛性、撓性飛行器、飛彈、高超聲速飛行器、機械臂、移動機器人、永磁同步電機等幾類典型非線性系統為對象，針對性地分別給出了基於非光滑控制的設計方案和穩定性分析，得到了先進的解決方案；解決了多剛性、撓性飛行器非光滑姿態同步，多移動機器人、水下機器人非光滑編隊控制問題。在交流伺服系統的實驗平台上完全實現了基於非光滑控制的複合控制方案。上述套用的仿真和實驗充分表明非光滑控制方法是可行的，能夠在收斂性、抗擾動方面改進系統性能，具有較廣闊的套用前景。下一步工作包括進一步深入進行非光滑控制理論研究，繼續開展方法的套用研究，促進非光滑控制理論的發展和推廣套用。
