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具有输入死区非线性时滞系统自适应控制

赵子恒  
【摘要】:随着研究的深入,被控对象的逐渐复杂化,导致实际应用中所研究的系统大都呈现一种非线性的状态,而非线性系统本身就具有很大复杂性,再加上系统中可能存在外界环境的干扰、死区输入和时滞,这对系统的研究造成了很大的困难。与此同时,对于非线性系统的研究不能仅仅满足于镇定,考虑实际需求,对系统输出的研究也十分具有现实价值。针对以上问题,本文将对具有输入死区的非线性时滞系统自适应控制展开研究。本文主要研究结果分为如下三部分:1.针对一类具有时滞和非对称死区的不确定非线性系统,通过扩展高增益观测器,提出了一种自适应输出反馈鲁棒控制方案。将动态高增益放缩法与反推法结合,并通过构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,研究了一类时滞非线性系统的实际跟踪问题。最后,给出了一个数值仿真例子来验证此方案的可行性。2.研究了一类具有输入死区和不确定多项式增长率的非线性时滞系统的自适应跟踪控制问题。通过设计一个包含两个动态增益的输出补偿器,提出了一种自适应鲁棒控制方案。利用动态高增益缩放法和“一步反推法”证明了闭环系统的稳定性,该方法证明了所有闭环信号都是有界的,并且能跟踪一类有界时变信号。最后,通过两个实例说明了控制方案的有效性。3.研究一类具有非对称输入死区且死区参数未知的非线性时滞大系统实际跟踪问题。在第一部分的基础上,将控制方案扩展到多输入多输出系统中,并将限制条件进一步推广。结果表明,所设计的控制器的输出能以预先给定的任意小误差跟踪一类有界参考信号。最后,通过数值仿真实例,验证了方案的可行性。


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