前馈非线性时滞系统全局自适应输出反馈控制

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本文研究了几类具有前馈增长条件的非线性时滞系统自适应输出反馈控制问题。前馈非线性系统广泛存在于实际工程中,其控制问题吸引了广大学者的研究兴趣。另外,实际系统中普遍存在复杂的时滞情况,消除时滞影响也是近年来的研究热点。事实上,许多文献为了解决前馈非线性时滞系统的控制问题,需要对系统施加严格的限制条件,这就减少了控制对象的一般性。为了减少现有成果的保守性,本文对几类约束条件更宽松的非线性系统进行研究,通过设计新的控制方法实现系统的输出反馈状态调节。主要内容如下:1、研究了一类具有不确定输出函数和未知时滞的上三角结构非线性系统的状态渐近调节问题。首先设计了低增益观测器估计系统状态并引入动态增益。然后结合动态缩放技术和backstepping方法构造了时滞无关的自适应输出反馈控制器。最后利用齐次占优思想和Lyapunov-Krasovskii泛函方法,实现了系统状态全局渐近调节。2、研究了一类具有不确定输出函数和未知输入、输出时滞的上三角结构非线性大系统的状态渐近调节问题。将第一部分的研究成果推广到多输入多输出的非线性大系统中,并考虑了未知输出时滞。通过构造合适的时滞无关自适应输出反馈控制器,解决了子系统耦合、系统不确定扰动和未知时滞等问题,实现了系统状态全局渐近调节。3、研究了一类具有未知时变时滞和零动态的上三角结构非线性大系统的状态渐近调节问题。考虑了时滞同时存在于系统的状态部分、输入部分和输出部分的情况。首先利用Newton-Leibnitz公式将系统转化成无时滞部分和时滞干扰非线性项部分。然后在缩放变换技术的帮助下,利用对数函数作为时变增益构造了状态观测器和输出反馈控制器,解决了系统时变时滞问题和零动态问题。最后利用Lyapunov-Razumikhin定理实现了系统状态全局渐近调节。
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