未知控制方向非线性系统的自适应控制

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1、thestabilityofsystemsbutalsoensuressystemsstatesconvergetooriginandboundenessofallclosed-loopsignals．Lastly,asimulationexampleisgiventoshoweffectivenessofproposedcontroller．’Keywords：NonlinearsystemUnknowncontroldirectionAdaptivecontrolOut-putfeedback目录摘要Abstract第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1控制方向未知问题及其研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一l1．2自适应控制理论及其研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．31．3本文的主要工作和内容安排⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4第二章控制方向未知的非线性受扰系统的自适应输出反馈控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．52．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52．2问题描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．3输出反馈控制器设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。62．4收敛性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。112．5数值仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l22．6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14第三章未知控制方向非线性时变时滞系统部分状态反馈鲁棒自适应控制⋯⋯⋯153．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯153．2问题描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯163．3控制器的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．173．4稳定性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯193．5数值仿真

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯203．6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2l第四章具有未知控制方向的非线性级联系统的鲁棒自适应输出反馈控制⋯⋯⋯234．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯234．2问题描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯244．3输出反馈控制器设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯264．4稳定性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3l4．5数值仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3

5、24．6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．34结束语⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．35努C谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．39硕士在读期间论文发表及录用情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．45第一章绪论非线性系统在现实系统中是广泛存在的，如电路系统、网络系统等系统其本质上都是非线性的．如果非线性系统的控制方向未知时会使得对控制问题的研究交得复杂；因此在近二十年

6、中受到了学者的广泛关注，并取得了很大的进展．本章将主要介绍未知控制方向问题的研究现状和非线性自适应控制的研究现状，提出本文研究的科学问题，给出本文的主要工作．1．1控制方向未知问题及其研究现状控制方向未知的非线性系统具有广泛的工程和物理背景，比如船舶航向、航空航天等控制问题．“控制方向未知"是指与控制变量相乘的未知参数的符号是不确定的，这些符号被称为是控制方向，表示了系统在控制作用下的运动方向．如果闭环系统的控制方向未知，无疑会给控制理论的研究带来较大的困难．在现实中控制方向未知的非线性系统具有广泛的应用背景，因此控制方向未知的非线性系统的自适应控制器的设计是非

7、常受关注的问题，并且控制方向未知的非线性系统自适应控制器的设计取得了很多成果．Brogliato等在文献[1】中处理未知控制系数时直接对系数进行估计；Kaloust等121最早采用Backstepping技术处理控制方向未知问题，但文中并没有用Nussbaum增益函数，而是采用鲁棒技术设计了“转移自适应律"的控制算法，用Lyapunov稳定性理论分析了闭环系统稳定性．文献【381将该方法进一步推广到具有时变控制系数的系统中．而自Nussbaunl在文献[191首次提出Nussbaum增益技术以来，基于这一技术，控制方向未知非线性系统自适应控制器设计得到了学者们的

8、广泛关注．Ding等在文