论文部分内容阅读
在实际受控系统中,经常出现参数不确定和时滞现象,如通信系统,电力网络和工程系统等.这些时滞现象和不确定因素常常会导致系统性能的恶化甚至不稳定.近年来,对于输入时滞的参数不确定的非线性系统的控制研究引起了专家学者的广泛关注.如何设计控制器使系统在输入时滞,和参数不确定存在的情况下保持系统的稳定性,是研究系统鲁棒控制所面临的问题.Port-Hamiltonian系统也会面临各种因素产生的时滞影响和不确定性.Port Hamiltonian系统是一类有着丰富实际背景的非线性控制系统.比如机械系统、电磁系统等实际系统都可表示为Port-Hamiltonian系统形式.系统中的Hamilton函数是系统的广义能量,并在一定条件下构成系统的Lyapunov函数.但是如果系统中的Hamilton函数非正定或者无极小点,那么该Hamilton函数就不能直接做为Lyapunov函数.为了充分利用Hamilton系统的结构特性,就需要对系统进行能量整形,以设计满足Lyapunov条件的期望Hamilton函数.如果系统的状态不可以被测量,需要设计状态观测器研究系统的稳定性.本文从能量整形角度,及系统状态的可测量与否,研究了输入时滞的不确定Port-Hamiltonian系统的鲁棒控制设计问题.本文的主要内容如下:1)输入时滞Hamilton系统的镇定.针对输入时滞的Hamilton系统,提出类Casimir函数的概念并利用能量整形方法,设计了控制器,得到了一些充分条件.通过一个数值例子验证了所提结论的正确性.2)具有不确定的输入时滞Hamilton系统的鲁棒镇定.利用类Casimir函数和能量整形方法,设计了自适应控制器,研究了输入时滞的参数不确定的Hamilton系统的鲁棒镇定.最后通过几个数值例子检验了结论的正确性.3)输入时滞的不确定Hamilton系统基于观测器的鲁棒镇定.针对系统状态不能被测量的情况设计了自适应观测器,使闭环系统对于所有容许的参数不确定性都是鲁棒渐近稳定的.最后通过两个数值例子验证了所得结论的正确性和有效性.