15307.非線性和多個體系統(tǒng)的層次控制與協(xié)調(diào)

1、密級中國科學(xué)院大學(xué)UniversityofChineseAcademyofSciences博士學(xué)位論文非線性和多個體系統(tǒng)的層次控制與協(xié)調(diào)作者姓名：指導(dǎo)教師：學(xué)位類別：學(xué)科專業(yè)：培養(yǎng)單位：麈亍濤洪奕光研究員中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院理學(xué)博士運(yùn)籌學(xué)與控制論中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院2014年4月摘要復(fù)雜系統(tǒng)包括很多種類，其中的非線性系統(tǒng)和多個體系統(tǒng)均在自然科學(xué)、工程技術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛的背景和應(yīng)用價值隨著科技的不斷進(jìn)步，人們對系統(tǒng)復(fù)雜

2、性的認(rèn)識逐漸深入，處理它的手段也愈來愈多因此非線性／多個體系統(tǒng)的研究己成為系統(tǒng)控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向本文從層次控制和協(xié)調(diào)控制兩個角度研究了非線性／多個體系統(tǒng)的分析與控制問題具體地，本文的主要研究結(jié)果和貢獻(xiàn)如下：1研究了基于模擬函數(shù)的非線性系統(tǒng)層次控制對于給定的兩個非線性系統(tǒng)，提出了修正的模擬函數(shù)，將現(xiàn)有線性系統(tǒng)的結(jié)果推廣到非線性系統(tǒng)，并給出了滿足近似模擬關(guān)系的兩個系統(tǒng)之間的輸出誤差上界在此基礎(chǔ)上，給出了兩個系統(tǒng)滿足近似模擬關(guān)系的充分條件和必

3、要條件；而且還針對一類特殊的互聯(lián)非線性系統(tǒng)，給出小增益形式的充分條件保證可去掉它的部分子系統(tǒng)得到抽象系統(tǒng)；進(jìn)一步針對一類非線性系統(tǒng)，尤其是下三角形非線性系統(tǒng)，給出了其抽象系統(tǒng)和接口函數(shù)的構(gòu)造過程2研究了領(lǐng)導(dǎo)者含有界驅(qū)動的線性多個體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問題，其中的有界驅(qū)動也可以認(rèn)為來自另一個層次的信號或干擾利用干擾解耦和輸出調(diào)節(jié)等工具，分別考慮了有界不確定性的界己知和未知兩種情況，構(gòu)造了領(lǐng)導(dǎo)者跟隨問題的分布式控制器針對有界不確定性的上界是未知的情形

4、，利用自適應(yīng)技術(shù)，設(shè)計了含有動態(tài)增益的分布式控制律3研究了非線性多個體系統(tǒng)的分布式廣義輸出調(diào)節(jié)問題，并以此處理外系統(tǒng)含有界輸入的多個體系統(tǒng)協(xié)調(diào)問題借助于經(jīng)典的廣義輸出調(diào)節(jié)假設(shè)和圖論知識，就相對階為1的非線性個體系統(tǒng)設(shè)計了分布式協(xié)調(diào)控制律即使外部系統(tǒng)中有界輸入上界是未知的，該控制律仍能保證每個個體的輸出能夠全局／半全局地跟上非線性不確定領(lǐng)導(dǎo)者(即外系統(tǒng))的輸出4研究了基于模擬函數(shù)的多個體層次協(xié)調(diào)控制問題針對多個體系統(tǒng)，結(jié)合抽象化與層次控制