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非线性控制系统的分析与设计是自动控制的一个重要研究方向。近年来工程的实际需要使非线性系统理论受到了研究者的广泛关注。而非线性系统的复杂性使这方面的研究有相当大的难度,现有的研究成果还远不能满足实际需要。无源性概念是从耗能网络中抽象出来的,具有广泛的工程背景。无源性系统理论已成为非线性控制系统分析和设计的重要工具,被广泛应用于白适应控制和鲁棒控制等方面。本文尝试讨论无源化方法和无源性系统理论在非线性控制中的应用。
本文主要内容如下:
前两章回顾了无源性理论的产生、发展及研究现状,总结了非线性系统无源控制的一些主要结果、研究方法和尚需解决的问题,同时指出了本文的主要工作。
第三章给出了应用无源性分析非线性系统稳定性的方法。通过引进了两类复合微分算子,用循环反馈的形式构造无源的非线性系统,进而给出了非线性系统稳定的一个充分条件,提供了一条分析非线性系统稳定性的新思路。
第四章讨论了非线性系统通过并联和串联补偿后反馈无源化的方法。针对线性系统,将无源化问题转化为线性矩阵不等式可行性的求解问题。
第五章讨论了逻辑切换无源化的问题,在此基础上,提出应用逻辑切换改善非线性系统动态特性的方法。进一步针对一类特殊的非线性不确定系统,应用逻辑切换给出了鲁棒镇定控制规律的设计方案。
第六章为全文的总结和展望。
本文就主要的设计方案进行了仿真研究,结果表明所给出的控制策略可以达到预期的目的,控制算法是切实可行的。