多輸入多輸出非線性系統(tǒng)的自適應H-,∞-跟蹤控制.pdf

1、在實際中，我們所遇到的大多數(shù)都是非線性系統(tǒng)，并且由于各種原因大都帶有一定的不確定性，所以，非線性不確定系統(tǒng)的魯棒跟蹤控制是控制領域的一個重要課題。近十多年來，在含外部擾動的線性和非線性控制系統(tǒng)中，H<,∞>最優(yōu)控制被廣泛地應用于研究系統(tǒng)的魯棒性以及削減外部擾動的影響。H<,∞>控制的非線性推廣得到了國際國內(nèi)眾多專家學者的高度關注，各種反饋控制課題得到長足發(fā)展，并取得了一些重要的研究成果。但是，在這些傳統(tǒng)的H<,∞>跟蹤控制中，系統(tǒng)模型必

2、須是已知的。如果系統(tǒng)模型含有較大的不確定性，傳統(tǒng)的H<,∞>跟蹤控制就會遇到另外的一些困難。因此，為了解決帶參數(shù)不確定性和外部擾動的非線性系統(tǒng)所遇到的問題，必須要在單純的H<,∞>跟蹤控制中加入另外的方法。 與此同時，人們對實際系統(tǒng)進行控制研究時，一方面由于種種原因無法得到系統(tǒng)的準確模型，或者無法使模型精確化；另一方面為了研究的方便，常常將系統(tǒng)簡化處理，選擇比較簡單的降階模型，從而導致系統(tǒng)部分動態(tài)特性的丟失，這部分不確定性就是我

3、們通常所說的未建模動態(tài)。未建模動態(tài)幾乎存在于任何實際系統(tǒng)中，如果忽略掉未建模動態(tài)，在較為理想的情況下設計的控制器應用于實際系統(tǒng)時，其控制效果往往是不盡如人意的，有時甚至會使系統(tǒng)不穩(wěn)定。為了能將針對模型設計的控制器更好地運用于實際系統(tǒng)，在進行控制器設計時，考慮未建模動態(tài)是非常必要的。 現(xiàn)在，越來越多的學者致力于非線性系統(tǒng)的自適應H<,∞>控制的研究，由于非線性系統(tǒng)一般都比較復雜，所以目前的研究大多集中于單輸入單輸出非線性系統(tǒng)，對于

4、多輸入多輸出非線性系統(tǒng)的研究相對較少。但實際上，許多實際系統(tǒng)都是多輸入多輸出的，比如機器人、電機、飛行裝備等等。所以，多輸入多輸出非線性系統(tǒng)的研究是一個非常重要的課題。本文針對一類廣泛的多輸入多輸出非線性系統(tǒng)，考慮了未建模動態(tài)和有界擾動，提出了一種帶變結(jié)構(gòu)構(gòu)造算法的自適應H<,∞>跟蹤控制算法。綜合運用非線性H<,∞>跟蹤控制方法、變結(jié)構(gòu)構(gòu)造方法以及自適應控制技術(shù)，構(gòu)造了一個混合自適應魯棒跟蹤控制器。本文所提出的算法，不必估計參數(shù)，不需

5、要求解復雜的偏微分方程，并且控制律也很容易實現(xiàn)。通過Lyapunov穩(wěn)定性分析，依照本文算法得出的自適應H<,∞>跟蹤控制器能保證漸進的跟蹤性能，閉環(huán)系統(tǒng)的所有信號和狀態(tài)都是有界的，輸出跟蹤誤差一致最終有界，H<,∞>跟蹤性能也能很好實現(xiàn)。因此，相對于傳統(tǒng)的H<,∞>跟蹤控制設計，本文的H<,∞>跟蹤控制算法由于加入了自適應控制技術(shù)和變結(jié)構(gòu)構(gòu)造技術(shù)，能夠適用于更廣泛的一類帶高度不確定性的多輸入多輸出非線性系統(tǒng)。另一方面，在有界擾動的情況