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一种新的分数阶系统稳定理论及在back-stepping方法同步分数阶混沌系统中的应用

物理学报 2009年第4期58卷 2235-2239页

作者：胡建兵韩焱赵灵冬中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

对阶次小于1的分数阶系统的稳定问题,提出了一种新的判据.基于该理论,将back-stepping方法拓展到分数阶系统中并设计控制器实现了分数阶Newton-Leipnik混沌系统的同步.数值仿真验证了稳定性理论的准确性及控制器设计方法的有效性.

关键词：分数阶同步 back-stepping方法 Newton-Leipnik

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不确定随机非线性系统的输出反馈控制

不确定随机非线性系统的输出反馈控制

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作者：许媛媛曲阜师范大学

学位级别：硕士

随机非线性系统的控制问题是目前控制界研究的一个重要课题,其中许多研究都是针对具有参数不确定性的随机非线性控制系统进行设计和分析的,而不确定随机非线性系统的输出反馈控制问题目前已成为现代控制理论的主要热点之一。本文就是针... 详细信息

随机非线性系统的控制问题是目前控制界研究的一个重要课题,其中许多研究都是针对具有参数不确定性的随机非线性控制系统进行设计和分析的,而不确定随机非线性系统的输出反馈控制问题目前已成为现代控制理论的主要热点之一。本文就是针对一类不确定的随机非线性系统,利用随机Lyapunov稳定性理论和back-stepping方法,讨论了输出反馈控制器的设计问题,并且利用了随机输入状态稳定的概念和改变供能函数法。论文按照以下结构组织：第一章给出了选题的国内外研究现状、意义,介绍了研究对象和研究内容。第二章给出了本文用到的定义、定理和主要符号。第三章研究了一类带有逆动态和时变时滞的随机非线性系统的自适应输出反馈稳定性问题。首先,在第二章中给出了一些充分的条件来保证随机非线性时滞系统的解过程的存在性和唯一性并且介绍了稳定性的概念和相关的判断标准,采用的是降阶观测器;然后,针对随机逆动态、时变时滞、漂移项和扩散项中的不确定参数以及一般的常数虚拟控制系数,采用反推方法构造性的给出了无记忆自适应输出反馈控制律的设计过程;最后,采用改变供能函数法。在一定条件下,保证了闭环系统的平衡点是依概率全局稳定的,并且解过程几乎处处调节到零。第四章在第三章的基础上把系统扩展成大系统,研究了一类随机非线性时滞大系统的自应输出反馈分散控制设计问题。第五章对论文内容进行总结,并对未来工作进行了展望。

关键词：随机非线性系统随机逆动态输出反馈 back-stepping方法自适应控制分散控制

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非线性系统基于干扰观测器的抗干扰控制

非线性系统基于干扰观测器的抗干扰控制

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作者：张玲艳鲁东大学

学位级别：硕士

近年来,非线性系统的抗干扰控制问题已经引起学者们的极大关注.作为一种有效的干扰抵消策略,基于干扰观测器的控制(DOBC)得到了广泛地应用.它的基本思想是通过设计干扰观测器来估计干扰,并在前馈通道中予以补偿.目前,关于DOBC应用于非... 详细信息

近年来,非线性系统的抗干扰控制问题已经引起学者们的极大关注.作为一种有效的干扰抵消策略,基于干扰观测器的控制(DOBC)得到了广泛地应用.它的基本思想是通过设计干扰观测器来估计干扰,并在前馈通道中予以补偿.目前,关于DOBC应用于非线性系统的研究越来越多.本文针对带有干扰的一般非线性系统,提出了基于干扰观测器的抗干扰控制策略.本文的主要内容如下:1.针对一类带有不匹配干扰的非线性系统,提出了基于干扰观测器的干扰抑制方法.不匹配干扰由外源系统描述,代表一类部分信息已知的干扰.针对此类干扰,设计非线性干扰观测器进行估计.通过整合非线性干扰观测器和back-stepping方法,设计基于干扰观测器的back-stepping(DOPBS)控制器来抑制干扰.此方法可以保证闭环系统满足渐近稳定.最后,在仿真中通过与现有方法的对比,验证所提策略的正确性与有效性.2.研究了一类含有界干扰的非线性系统抗干扰控制问题.系统干扰满足导数有界条件,进一步扩展了干扰的描述范围.为估计此类干扰,设计了相应的非线性干扰观测器.基于back-stepping方法,通过将干扰估计引入到虚拟控制律中,提出了DOPBS控制策略来抑制干扰.对复合闭环系统进行稳定性分析,得到半全局最终一致有界稳定.最后,仿真结果验证所提方法的正确性与有效性.3.研究了一类含未知非线性动态和有界干扰的非线性系统,系统的描述范围得到了进一步扩展.通过设计相应的模糊逻辑系统对未知非线性函数进行逼近.在此基础上,构建自适应干扰观测器来估计导数有界干扰.基于干扰估计,结合back-stepping方法,设计自适应模糊控制器来抑制干扰,并提出了基于干扰观测器的自适应模糊控制策略.在该方法下,复合闭环系统的半全局最终一致有界稳定性得到保证.最后,给出仿真算例,验证所提策略的正确性与有效性.

关键词：非线性系统基于干扰观测器的控制自适应模糊控制 back-stepping方法抗干扰控制

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不确定非线性系统的稳定和跟踪控制研究

不确定非线性系统的稳定和跟踪控制研究

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作者：石啊莲曲阜师范大学

学位级别：硕士

非线性系统的控制问题是目前控制理论界研究的一个重要课题.其中许多研究都是针对具有参数和结构不确定性的非线性控制系统进行设计和分析的.而如何通过反馈实现不确定非线性系统的稳定或跟踪,这一问题更是控制理论界一贯的研究热点.本... 详细信息

非线性系统的控制问题是目前控制理论界研究的一个重要课题.其中许多研究都是针对具有参数和结构不确定性的非线性控制系统进行设计和分析的.而如何通过反馈实现不确定非线性系统的稳定或跟踪,这一问题更是控制理论界一贯的研究热点.本文主要讨论了两类不确定非线性系统的鲁棒控制问题.不确定非线性系统的输出反馈自适应控制及非线性系统的鲁棒输出跟踪问题都是本文研究的主要问题.本文主要分为五章.第一章介绍了不确定非线性系统的研究背景及意义,概述了此类系统的研究现状及设计方法,并介绍了本文所需的预备知识.第二章考虑了一类含有不确定参数及有界干扰项的非线性系统的鲁棒输出跟踪设计问题.本章采用backstepping方法,递推设计了一种基于标称系统和不确定上界的鲁棒输出跟踪控制器,所设计的控制器保证了闭环输出信号可以渐近跟踪期望信号.第三章考虑了一类含动态不确定性的非线性系统的输出反馈自适应控制设计问题.本章设计的自适应稳定控制器主要建立在以下假设条件基础之上:已建模动态特性满足多变量的非线性单调增长条件,未建模动态特性以一未知参数乘以一已知函数为上界.本章先引入一状态观测器,然后给出系统的全部状态估计;基于此状态观测器,利用Lyapunov稳定性理论和backstepping方法,递推设计了该系统的输出反馈自适应控制器.最后证明了所设计的控制器在原点处平衡,并使得闭环系统所有信号一致有界或者渐近收敛.仿真举例进一步验证了该控制方案的有效性.第四章考虑了一类非线性系统的输出反馈跟踪控制设计问题,所研究的系统是上一章系统的一个特殊情况,即:在非线性系统的未建模动态为零的情况下,对该类系统进行输出反馈渐近跟踪控制设计.本章基于观测器所设计的控制器,保证了闭环系统所有信号一致有界并且系统的输出信号渐近跟踪系统的期望输出信号.仿真举例进一步验证了该控制方案的有效性.第五章对全文进行了概况和总结,并对未来工作进行了展望.

关键词：非线性系统 back-stepping方法输出反馈状态反馈自适应控制输出跟踪不确定性

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考虑约束的发电机励磁和汽门开度backstepping协调控制器设计

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辽宁工业大学学报（自然科学版） 2016年第5期36卷 291-295页

作者：贾敏孙丽颖辽宁工业大学电气工程学院辽宁锦州121001

针对电力系统的稳定问题,通过采用back-stepping方法设计了考虑发电机转子角速度存在约束时的励磁与汽门开度协调控制器。采用李雅普诺夫函数理论的直接法设计非线性控制器,不但很好地保留了系统原有的非线性特征,而且保证了系统的稳定... 详细信息

针对电力系统的稳定问题,通过采用back-stepping方法设计了考虑发电机转子角速度存在约束时的励磁与汽门开度协调控制器。采用李雅普诺夫函数理论的直接法设计非线性控制器,不但很好地保留了系统原有的非线性特征,而且保证了系统的稳定性控制。最后通过MATLAB软件对系统进行仿真,仿真结果表明,在系统发生故障时,所设计的控制器保证了发电机的转子角速度始终限制在设定的范围内。

关键词：励磁汽门 back-stepping方法 Lyapunov理论

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