基于观测器的几类不确定非线性系统的控制问题研究

来源 :曲阜师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dingxiaoyun
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本文介绍了非线性系统观测器及控制器的相关理论知识,在遵循先前研究成果的基础上针对几类具有自身特性的非线性系统,分别设计了合适的观测控制器.主要内容可分为下列三个部分:1.具有Lipschitz条件及未知函数(扰动,输出)的非线性系统的基于降维观测器的自适应Backstepping控制方法本部分讨论了具有Lipschitz约束条件的非线性系统的镇定控制问题.本部分讨论的仿射系统有以下几个特点:输出y不能直接表征所有状态的信息,含有以未知扰动和输出y为自变量的未知函数.基于预备知识中的引理1.4.1和引理1.4.2及线性系统降维观测器的设计思想,我们设计了属于此类系统的基于Riccati-降维观测器的自适应Backstepping控制器.并且在理论上证明了上述观测控制方法解决系统状态镇定问题的有效性.2.无传感电机模型的基于联合Kalman型观测器的Backstepping控制方法本部分研究了磁链状态不直接可测的电机模型的电流跟踪控制问题.基于Kalman自适应观测器,一种具有内部联系的卡曼自适应观测器在本部分中被提出.随后,将上述研究成果与Backstepping控制方法相结合,提出了基于卡曼观测器的反推控制方法.在系统满足转速直接可测的条件下,从理论上证明了该观测控制方法既能使闭环系统稳定又能对电流实施有效地稳定跟踪控制.3.Lorenz系统的基于NDOB的滑模控制方法,直接自适应模糊控制方法本部分研究了一类混沌非线性系统(Lorenz系统)的平衡点稳定控制问题.基于混沌系统自身的特点,以控制方法简单方便灵活为设计原则,在参数s未知的情况下,我们设计了直接自适应模糊控制器与NDOB-SMC控制器.在SMC方法中,控制器的非线性不连续项会引起抖振现象.于是,我们对非线性增益K进行模糊化处理来达到消除滑模面抖振的目的.从理论上也分析了本部分所用方法对平衡点稳定控制的有效性.最后的仿真图较直观地说明了本文的设计方法还是有意义的.
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