復(fù)雜系統(tǒng)多干擾抵消與抑制理論及其應(yīng)用研究.pdf

1、在實(shí)際應(yīng)用中,復(fù)雜系統(tǒng)受其自身特性和工作環(huán)境的影響,會(huì)呈現(xiàn)出很強(qiáng)的非線性、不確定性,包含多變量耦合以及各種外部輸入信號(hào)或噪聲的干擾。實(shí)現(xiàn)對(duì)這些外部信號(hào)或者不確定因素的抵消和抑制是提高系統(tǒng)控制性能的關(guān)鍵,最近基于干擾觀測(cè)器的控制(DOBC)策略作為有效的抗干擾方法引起了學(xué)者們的極大關(guān)注,并取得了極大的理論與實(shí)際意義。本論文將DOBC策略推廣到不確定擾動(dòng)的抵消與抑制中,并且結(jié)合復(fù)合分層抗干擾控制思想,對(duì)幾種復(fù)雜系統(tǒng)在多干擾環(huán)境下給出了干擾觀

2、測(cè)器以及相應(yīng)魯棒控制器的設(shè)計(jì)方法。本文的創(chuàng)新性工作如下:
　　 (1)研究了一類不確定非線性系統(tǒng)的抗干擾控制問題,所考慮的干擾由可建模外部系統(tǒng)描述,未建模動(dòng)態(tài)定義為不確定非線性有界函數(shù)。給出了對(duì)外部系統(tǒng)擾動(dòng)的觀測(cè)器構(gòu)造方法,然后構(gòu)造包含有干擾觀測(cè)器和魯棒控制器的復(fù)合控制系統(tǒng)?？刂颇康氖鞘沟敏敯艨刂破饕种撇淮_定函數(shù)的影響,干擾觀測(cè)器抵消可建模外部干擾,并且觀測(cè)器和復(fù)合閉環(huán)系統(tǒng)的性能可以同時(shí)得到保證。
　　 (2)分析了一類

3、非線性機(jī)器人系統(tǒng)的抗干擾控制問題,這類系統(tǒng)可能包括振動(dòng)、摩擦、測(cè)量噪聲、執(zhí)行機(jī)構(gòu)誤差以及源自未建模動(dòng)態(tài)造成的等價(jià)干擾。對(duì)于這類非線性強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng),現(xiàn)有的大多數(shù)抗干擾控制只能考慮一種類型的干擾,這就增加了設(shè)計(jì)的保守性。針對(duì)這類多源干擾下的不確定機(jī)器人系統(tǒng)提出一種復(fù)合分層抗干擾策略。擾動(dòng)可以分為兩類,一類可以由包含攝動(dòng)項(xiàng)的外系統(tǒng)來描述,另一類是測(cè)量噪聲等范數(shù)有界擾動(dòng)。首先設(shè)計(jì)非線性干擾觀測(cè)器來估計(jì)有模型擾動(dòng),然后結(jié)合一個(gè)鎮(zhèn)定控制器可同時(shí)

4、實(shí)現(xiàn)第一類擾動(dòng)的抵消與第二類擾動(dòng)的抑制。
　　 (3)將未知頻率正弦擾動(dòng)的估計(jì)和抵消引入到基于干擾觀測(cè)器控制結(jié)構(gòu)中,可以解決一類不確定多輸入多輸出非線性系統(tǒng)的擾動(dòng)補(bǔ)償問題。通過構(gòu)造兩步觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)未知頻率擾動(dòng)的估計(jì),并結(jié)合一個(gè)鎮(zhèn)定控制器可以獲得較好的控制性能。該方法具備經(jīng)典DOBC的特點(diǎn),克服了傳統(tǒng)自適應(yīng)方法收斂速度慢、暫態(tài)性能不夠清晰以及對(duì)未建模動(dòng)態(tài)比較敏感等不足。
　　 (4)研究了一類多輸入多輸出非線性系統(tǒng)的抗干擾