跟踪控制算法具有广泛的应用背景。目前工业控制中仍普遍采用PID控制方法,但其往往无法满足人们对系统性能的要求。另一方面,虽然国内外学者提出了许多优秀的控制算法,但这些控制算法在实际工业应用中存在一定困难。再者,当目标信号是一个无规律变化的未知信号时,现行控制算法很难使被控系统获得良好的跟踪性能。控制算法研究是一件比较困难且有重大意义的事情。本论文主要研究跟踪控制算法,从最简单的开环跟踪控制为起点,通过不断改进,最终形成了一种新型鲁棒非线性跟踪控制算法(简称为GSSEPC)。GSSEPC有如下特点:1.在应用范围方面:GSSEPC几乎适用于所有线性系统及一些非线性系统(零点不稳定线性系统除外)。2.在跟踪效果方面:GSSEPC可使被控系统快速低超调量的跟踪目标信号,并且如果被控系统能在控制器作用下良好地跟踪常数信号,则保持控制器参数不变,被控系统可在一定误差范围内跟踪任意类型信号(目标信号的幅值和变化速度不能过大)。这是GSSEPC跟踪控制器的一大优势。3.在应用难度方面:在设计GSSEPC控制器过程中,只需把被控系统当成一个黑箱,通过GSSEPC针对不同类型系统(文中共分为两类)的设计法则进行控制器参数设计。控制器参数可根据实验现象进行有规律调整,一般只需更改几次便能选取一组良好的控制器参数。控制器参数在一定范围内变化不会降低系统跟踪性能。因为控制器设计过程中只把被控系统当成黑箱来处理,因此对于能在仿真中达到良好跟踪性能的系统,现实生活中这类系统一般也能达到良好的跟踪性能。4.在鲁棒性方面:GSSEPC控制器具有较强的鲁棒性,当被控对象参数在一定范围内变化时,同一个GSSEPC控制器可使被控系统始终保持良好的跟踪性能,同一个GSSEPC控制器甚至可同时使稳定系统,邻近不稳定系统,不稳定系统达到良好的跟踪响应特性(文中有例为证)。在抗扰动方面,无论是输入扰动还是输出扰动,控制器均能及时做出响应,使系统输出重新跟踪目标信号。本文借助MATLAB simulink做了大量仿真实验充分验证了GSSEPC跟踪控制策略的高效性。文中将GSSEPC策略应用于5阶“动中通”车载天线伺服系统,提高了该系统的动态响应品质。此外GSSEPC策略被应用于现实生活中的微镜系统。微镜系统在GSSEPC控制器作用下获得了优秀的暂态性能,与开环控制相比,20%的输出超调量被消除,调节时间从40ms缩短为3ms(PID控制和积分滑模控制的调节时间分别为12ms,10ms),微镜系统实现了在一定误差范围内跟踪各种变化信号。