第 41卷 增刊
2011年 9月
东 南 大 学 学 报
(自 然 科 学 版 )
JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)
Vol.41 Sup
Sept.2011
doi:10.3969/j.issn.1001-0505.2011.S1.024
一类具有输入状态稳定未建模动态的非线性系统的
输出跟踪控制
于江波
1
赵 彦
1
武玉强
2
(
1
东南大学自动化学院,南京 210096)
(
2
曲阜师范大学自动化研究所,曲阜 273165)
摘要:研究了具有输入状态稳定(inputtostatestability,ISS)未建模动态的一类非线性系统的全
局实际输出跟踪控制问题
.该类非线性系统具有非线性参数化的未知参数不确定性,未知的非
线性不确定性及未建模动态不确定性.与现有结果不同,所考察的系统具有未知的控制系数,
其大小及符号等信息都假设是完全未知的.通过利用 Nussbaum增益方法,结合积分器反推技
术,设计了一个鲁棒自适应状态反馈控制器,所设计的控制器能够实现对任意信号的全局实际
跟踪控制.仿真结果验证了控制策略的有效性.
关键词:非线性系统;未建模动态;输入状态稳定;跟踪控制
中图分类号:TP13 文献标志码:A 文章编号:1001-0505(2011)S1011204
GlobaloutputtrackingcontrolforaclassofnonlinearsystemswithISS
unmodelleddynamics
YuJiangbo
1
ZhaoYan
1
WuYuqiang
2
(
1
SchoolofAutomation,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)
(
2
InstituteofAutomation,QufuNormalUniversity,Qufu273165,China)
Abstract:Theglobalpracticaloutputtrackingcontrolproblem foraclassofnonlinearsystemswith
ISSunmodelleddynamicswasstudied.Thesystem underinvestigationhasthenonlinearlyappearing
unknownparameters
,unknownnonlinearuncertaintiesaswellasISSdynamicuncertainty.Unlikethe
existingworks,thesignofthecontrolcoefficientsarenotassumedtobeknowninthepaper.Byusing
theNussbaumgaintechniqueandtheintegratorbacksteppingmethod
,adynamicpartialstatefeedback
adaptivecontrollerwasdesigned,whichcouldachievetheglobalpracticaloutputtrackingforanyref
erencesignals.Anillustrativeexampleispresentedproposedtoverifyitseffectiveness.
Keywords:nonlinearsystems;unmodelleddynamics;inputtostatestability(ISS);trackingcontrol
收稿日期:20110620. 作者简介:于江波(1983—),男,博士生;武玉强(联系人),男,博士,教授,博士生导师,wyq@qfnu.edu.cn.
基金项目:国家自然科学基金资助项目(60974127,60904022)、教育部科学技术研究重点项目 (208074)、江苏省普通高校研究生科研创新
计划资助项目(CXZZ_0155).
引文格式:于江波,赵彦,武玉强.一类具有输入状态稳定未建模动态的非线性系统的输出跟踪控制[J].东南大学学报:自然科学版,2011,
41(S1):112 115.[doi:10.3969/j.issn.1001-0505.2011.S1.024]
控制理论的一个重要问题是实现对具有外界
干扰的不确定性系统的鲁棒控制.输入状态稳定
性(ISS)描述了状态轨迹对于初始状态和外部输
入间的定量关系
[1]
,自这一概念引入以来,广泛
应用于非线性系统的设计与分析中.Jiang等
[2]
研
究了一类带有未知参数、非线性不确定性及动态不
确定性的非线性系统的鲁棒自适应镇定问题,应
用动态标准信号方法对一大类带有 ISS未建模动
态的非线性系统设计了一鲁棒自适应镇定控制器.
在文献[1 2]中,系统的控制系数是已知的,这
使得 应 用 积 分 器 反 推 方 法 变 得 容 易.受 文 献
[5 10]的启发,本文应用 Nussbaum 增益技术,
结合积分器反推方法,考察了控制系数完全未知
的该类非线性系统的实际输出跟踪问题.具体地
说,对于如下一类非线性不确定系统: