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摘要本文主要研究了一类不确定非线性时滞系统的状态调节问题。 这类非线性系统具备三角结构，并且非线性项关于系统不可测状态量呈线性增长，增长系数未知，并且依赖未知参数和输入输出量。和以往的文献相比，本文进一步弱化了非线性项的约束条件，使得此类非线性系统的状态调节问题变得更加复杂。为了使该非线性系统实现全局稳定，我们设计了一类动态的高增益输出反馈控制器，并利用了 backstepping 的控制方法， 然后借助 Lyapunov-Krasovskii泛函方法证明了闭环系统鲁棒稳定且原系统状态趋向于零。 最终的 Matlab 数值仿真结果也证明了该控制器的可行性。26045
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毕业论文关键词 非线性时滞系统 状态调节 鲁棒稳定 输出反馈控制
Title Output Feedback Control for a Class of Uncertain
Nonlinear time-delay Systems
Abstract
In this paper,the state regulation problem is considered for a class of
uncertain nonlinear time-delay systems. These nonlinear systems are
dominated by a triangular system.What is more,the system nonlinearities
satisfy linear growth condition on unmeasured states by unknown growth
rate. In contrast to the previous work in the literature, weakening the
nonlinearities makes the problem more involved and difficult. To guarantee
the global stability of nonlinear time-delay systems,we construct a
dynamic linear output feedback controller by means of high-order observer
and back stepping control method. After that, with the aid of an appropriate
Lyapunov-Krasovskii functional, it can be proved that the adaptive output
feedback controller makes the closed-loop systems robust stable and all
system states converge to the origin.In the end,the Matlab simulation
result proves the feasibility of the controller.
Keywords nonlinear time-delay systems, state regulation, robust
stability, output feedback control目 录
1 绪论..1
1.1 课题背景及意义..1
1.2 自适应发展历史..2
1.3 国内外研究现状..2
1.4 本文的主要内容..4
2 基础理论6
2.1 Lyapunov稳定性理论.6
2.2 通用控制..7
2.3 反推法7
2.4 数学准备..7
3 控制系数已知的非线性系统的输出反馈控制.10
3.1 问题描述10
3.2 输出反馈控制器的设计10
3.3 稳定性分析..11
3.4 数值仿真分析.18
3.5 本章小结19
4 控制系数未知的非线性系统的输出反馈控制.20
4.1 问题描述20
4.2 自适应输出反馈控制器的设计21
4.3 稳定性分析..22
4.4 仿真分析29
4.5 本章小结30
结论32
致谢33
参考文献.341 绪论
本章包括四节。前两节主要叙述了自适应控制的研究背景和发展历史，第三
节介绍了近年来国内外输出反馈控制的最新研究结果， 最后概述了本文的主要研
究工作。
1.1 课题背景及意义
系统控制科学自20 世纪产生以来取得了非常丰硕的成果，其理论和实践对
人类社会的生产生活产生了十分重大影响。其中现代控制的一个重大研究领域：
关于非线性系统稳定性分析和控制设计，更是吸引了大量学者的研究目光。然而
不同于线性系统的研究方法，非线性系统因其自身的复杂性，使得不存在一类系
统化或者通用的控制方法适用于所有的非线性情况， 因此关于非线性系统的研究
遵循的是：根据研究的非线性系统的特点，设计相应的控制策略。故关于非线性
系统的控制有许多分支和研究方向，其中一个重要的研究方向就是由参数不确
定、 结构不确定、 外部扰动等各类不确定性引发的非线性系统的自适应控制设计，
并且在这方面的研究已经取得了一系列有意义的研究成果。