非线性现象普遍存在于实际生产和生活中,所有的实际工程控制系统都是非线性的.因此,对非线性系统的反馈控制问题研究是控制理论领域的一个热点,具有重要的理论指导意义和实际应用价值.在实际工程中,系统状态往往并非全状态可测,这就需要研究输出反馈控制问题.本文针对几类不同的非线性系统,利用Lyapunov泛函方法、齐次方法、压制方法和采样控制方法等,设计出相应的输出反馈控制器和采样控制器,研究输出反馈镇定跟踪问题.本文主要从以下五个方面对问题进行分析研究:
　　一、研究了一类含有状态时滞和不确定非线性项的非线性系统半全局镇定问题.首先通过坐标变换引入比例增益,以更好地处理非线性项;然后基于Lyapunov-Krasovskii泛函方法和状态观测器设计含有比例增益的线性输出反馈控制器,并通过调节比例增益确保闭环系统的半全局稳定;最后利用数值例子验证了所设计的控制方法是可行的.
　　二、针对一类含有状态时滞的非线性系统,利用齐次压制法探讨了其半全局镇定问题.非线性项满足齐次增长条件,根据系统的齐次性质和齐次压制法设计含有比例增益的齐次观测器和输出反馈控制器,利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法得到适当的比例增益,从而使得系统状态渐近收敛到零,保证闭环系统是半全局稳定的.数值算例表明所提出的控制器设计方法是合理且有效的.
　　三、针对一类非线性状态时滞系统,基于采样控制方法设计采样输出反馈控制器,研究了其渐近稳定问题.利用分割法将状态时滞划分成与采样间隔长度相同的数个时间区间,再结合归纳法对状态增长进行估计,从而基于状态观测器设计含有比例增益的采样输出反馈控制器,此控制器能够保证闭环系统的渐近稳定.仿真结果表明所提出的控制器设计方法是可行的.
　　四、研究了一类二阶非线性系统的全局镇定问题,通过设计有界采样控制器,可以将闭环系统转化为一个一定区间上的连续时间系统.利用加幂积分方法和反证法对系统的稳定性进行分析,证明了不管是在无界控制器还是在有界控制器作用下,闭环系统都是全局渐近稳定的,并通过数值例子证明所得研究结果是有效的.
　　五、针对一类含有未知时变量测灵敏度的非线性系统,借助输出反馈压制方法和采样控制方法,研究了其全局输出反馈镇定问题.通过设计含有比例增益的采样输出反馈控制器和采样状态观测器,并选取恰当的采样周期和比例增益,有效地克服了灵敏度误差的影响,从而实现此类非线性系统的全局稳定.最后,利用仿真结果验证所设计的输出反馈控制方法是有效的.