几类非线性系统的性能控制研究及应用

来源 :南昌航空大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dave463
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从控制系统理论研究发展进程来看,非线性系统控制一直受到广大研究学者的青睐,并取得了丰硕的成果。由于在生产生活中出现的大多数控制系统都属于非线性系统,因此非线性系统性能稳定性控制的研究在控制领域和工程实践的应用中显得尤为重要。系统本身存在不确定因素和未知干扰较多,这明显使控制器的设计难度加大。基于此,为提升非线性系统的控制性能,本文研究了以下内容:首先,传统的有限时间稳定控制虽能确保系统在有限时间内收敛,但是在严格反馈非线性系统中进行有限时间控制,它的收敛时间一般情况下与初始状态有关,因此引入固定时间控制概念。基于反演算法,结合固定时间跟踪控制器,先给出坐标变换,设计虚拟控制律,在最后一步进行实际控制器的设计。仿真结果表明,使得带有不确定项的严格反馈非线性系统在全局范围内收敛稳定,且同时保证了闭环系统内的所有信号有界。其次,针对含有非仿射结构的非线性纯反馈系统的预定性能控制问题,利用Lyapunov稳定性原理和反步法,以非线性纯反馈系统作为研究对象,因为系统中含有非仿射结构,并且系统中还存在未知参数,故将采用新的坐标变换并设计合适的自适应律。所设计的自适应律能够精准且快速的估算到未知参数,利用预定性能控制让系统得以稳定。结果表明,该方案不但确保了闭环系统的有界性,而且大大提高了跟踪误差的准确性。最后,为验证非仿射非线性纯反馈系统的预定性能控制方案的有效性,以升压BOOST电路状态模型为依托,控制器一般需在不连续状态下运行,可能会产生震荡。根据给出的同步BOOST电路拓扑结构转换成状态方程,以电阻的变动作为未知参数进行预定性能控制。仿真实验表明,将理论推导的结果应用在升压BOOST电路实际模型中,该预定性能控制算法有效的抑制了系统的震荡,具有一定的抗干扰作用。因此,该预定性能控制方案能够有效的运用于某些社会的生产实践中。
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