弹性控制系统的非同位反馈镇定:Backstepping方法

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:suiye001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文考虑由一维偏微分方程描述的弹性振动系统的反馈镇定问题.所有的控制器设计都是非同位的.主要使用的设计基于Backstepping方法.Backstep-ping方法是非线性系统控制中的强有力的新方法.2001年,文献[11]首次引入到偏微分方程控制中,但开始主要限于一维热方程,并于随后的研究将其推广到弦方程、梁方程和有限维与无穷维耦合的连续系统.开始研究的系统多为保守系统,后来逐步推广到用来对付不稳定、甚至是反稳定(anti-stable)的系统.最近一段时间以来,开环不稳定的系统越来越受到重视.Backstepping的优势在于可以设计出具体的控制律,并且是边界的控制,在物理上容易实现。   本文的内容如下:   1.第一章介绍了弹性系统镇定的基本问题和文献的回顾.这部分内容便于了解我们所研究问题的渊源关系,有利于查找的方便.第二章则对无穷维时不变系统的基本理论C0半群理论做了一个大概的介绍.这个介绍仅涉及我们论文所需要的基本内容,因为C0半群理论本身就是一个很大的理论与应用课题,有为数众多的教科书、专著和文献,并且还在继续扩大。   2.第三章是论文主体的第一部分.主要研究了在中间节点带有一个反阻尼(anti-damping)项的两根连接弦控制律的设计问题.其中,振动弦的右端点是自由的,中间节点是反稳定的.即当时间t→∞时,开环系统的能量是指数增长的.我们首先引入一个变换,使得两根连接弦的方程化为一个弦方程组.然后通过Backstepping变换,在弦的左端点设计出状态边界控制律.再利用半群稳定性的理论,对闭环系统的稳定性做了严格的证明.最后,通过观测器设计,我们又给出输出反馈控制律,并且证明了在基于观测器的输出反馈控制下,闭环系统是指数稳定的。   3.第四章是论文主体的第二部分.研究了带有两个反阻尼项的两根连接弦控制律的设计问题.其中,弦的右端点及中间节点都带有反阻尼项.同第三章一样,先将系统化作一个弦方程组,然后通过Backstepping变换,我们在弦的左端点设计出状态边界控制律.再利用半群稳定性的理论,证明了闭环系统是指数稳定的。   4.最后一章,第五章是论文主体的第三部分.这里考虑的是Euler-Bernoulli梁的具有任意指数衰减率的反馈镇定问题.在没有控制的情况下,开环系统是保守的.我们先引入一个向量变量,将Euler-Bernoulli梁方程变换成为一个类似于热方程的耦合系统,然后利用Backstepping变换设计出耦合系统的边界状态反馈控制律.利用此控制律最终给出原Euler-Bernoulli梁的状态反馈控制律.理论上证明了闭环系统的能量以任意给定的指数衰减率衰减。  
其他文献
在多复变与复几何领域中,延拓定理和除法定理占有重要地位.在这篇论文中,我们将推广Ohsawa-Takegoshi L2延拓定理,然后再证明类似于Skoda L2除法定理的某种L2除法定理.最初的Ohs
本文研究的是一类Hessian方程的解的先验估计.   首先,我们研究了如下抛物κ-Hessian方程解的梯度内估计,这推广了Chou和Wang[4]对椭圆κ-Hessian方程梯度内估计的结果.我们
分子动力学模拟是一种在计算机上进行的虚拟物理实验。经典分子动力学模拟将分子中的原子视为质点,原子之间通过分子建模确定相互作用,原子的运动遵循牛顿运动定律。由于通过分
不可压Navier-Stokes方程的数值求解在过去几十年中一直是一个活跃的研究领域。文献[43,66,67,68]发展了一种有效、准确和简单的数值方法。该方法结合了著名的人工压缩性方法和
设G为集合Ω上的传递置换群,α∈Ω,G的点稳定子群Gα={χ∈G|αχ=α}在Ω上的每个轨道称为G的一个次轨道,G的次轨道个数称为G的秩。此外,G在Ω×Ω上的自然作用诱导出的每个轨道称
PHG(Parallel Hierarchical Grid[63])是中国科学院“科学与工程计算国家重点实验室”正在大力发展的一个并行自适应有限元软件平台。本文结合PHG平台的研制,研究将其应用于解
本文主要研究小不变量的曲面以及不规则代数簇的二典范映射。本文刻画了满足K2=5,pg=q=0或者K2=7,pg=q=1并且二典范映射不是双有理的一般型代数曲面。记X是一个光滑的素的一般
当前的教育是从“应试教育”向“素质教育”转变,发展素质教育必须减轻学生负担,也就是当前社会各界、学生家长关心的话题,但“减负”不是不做作业,不举行考试,而减轻课业负
人们从长期的科学实践中总结出,材料的行为本构特性和服役失效取决于材料的原子结构和各尺度的微观结构。建立有效的跨大尺度的多尺度分析方法是当前材料科学中的重要且具挑战
1、《政府工作报告》的四大看点 调低经济增长速度预期 今年中国经济增长率预期为7%,这样可以使经济发展快车稳定运行。7%的经济增长目标表明政府发展观念的重大转变。今后中