带有持续扰动的时滞及非线性系统最优跟踪控制研究
众所周知，在现实世界中，几乎所有的控制系统都不可避免地受到外界干扰的影响。除了完全未知动态特性的外部扰动外，还有一类已知动念特性的外部扰动，具有这类扰动的系统在航空航天、工业生产、机械制造和海洋工程等实际系统中有着广泛的应用背景。外界扰动力作用产生的振动导致控制系统的性能受到一定的影响，如何设计控制器消除或减小外部扰动对系统性能的影响具有重要意义。因此研究在外界持续扰动力作用下系统的最优控制问题更贴近实际控制系统，有重要的理论与实际意义。另一方面，非线性和时滞在实际系统中是普遍存在的，如海洋平台减振控制系统中机械振动信号的测量与控制信号的传输延迟等。从理论上分析，非线性或时滞系统是用泛函微分方程描述的无穷维系统，涉及到非线性或时滞系统的问题通常是比较难解决的。非线性或时滞系统的稳定性分析和控制算法的综合是重要的研究课题。
本文简要分析了工程中普遍存在的扰动现象，详细介绍了当前国内外非线性及时滞系统最优跟踪控制问题的研究方法及研究现状。
本文首次将内模原理用于受扰非线性及时滞系统的增广系统设计，利用该增广系统可以很好的消除了扰动项，从而将问题化为不含扰动的非线性时滞系统的最优跟踪控制问题。并首次利用灵敏度法构造了一个其解收敛于原时滞系统的无时滞线性系统序列，最后通过截取最优控制序列解的有限项，得到增广系统和原系统的次优跟踪控制律，解决了求解受扰非线性及时滞系统的最优跟踪控制律的困难。本文给出的算法避免了求解基于状态的Riccati方程或非线性Hamilton-Jacobi-Bellman(HJB)方程，通过迭代求解伴随向量微分方程序列的方法解决了非线性及时滞系统的最优输出跟踪问题。并通过同时构造参考输入观测器和扰动观测器，解决了控制器的物理不可实现问题。最后通过仿真实例验证了本文所提方法的有效性。
非线性系统;时滞系统;最优控制;跟踪控制;灵敏度方法;控制系统
中国海洋大学
硕士
计算机应用技术
唐瑞春
2007
中文
TP273
49
2007-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）