Backstepping法下不确定非线性系统的ε-输出跟踪控制器设计

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本文主要探讨了一类不确定非线性系统的鲁棒自适应ε-输出跟踪控制问题。这类研究在控制理论中具有重要意义,因为它处理的是系统中存在的不确定性,这在实际工程应用中是非常常见的,例如在机器人、航空航天、电力系统等领域。作者利用Backstepping方法(一种递归设计技术,常用于非线性控制系统的设计中),设计了一种自适应光滑状态反馈控制器。Backstepping方法的优势在于它能够通过构造一系列中间误差系统来逐步逼近线性化问题,从而实现复杂非线性系统的控制。 文章的核心内容是针对系统动态模型中的不确定性,通过构造适当的Lyapunov函数并利用滑模控制的思想,确保控制器能够保证系统的输出跟踪预设的C1连续参考信号。C1连续意味着参考信号和其一阶导数都是连续的,这对于保证系统稳定性至关重要。在假设参考信号及其导数都受到有界条件限制的情况下,作者证明了控制器可以实现全局ε-输出跟踪,即系统输出与参考信号的误差在全球范围内保持在一个有限的界限ε内。 此外,文中还强调了闭环系统的所有信号全局一致有界,这意味着在控制器的作用下,不仅输出信号,还包括系统内部的所有信号都在有限范围内,这对于系统的稳定性和鲁棒性有着积极的影响。这种结果对于理解和控制复杂系统的行为,尤其是在存在噪声、参数变化等不确定因素时,具有很高的实用价值。 通过仿真结果,作者验证了这种自适应ε-输出跟踪控制设计的有效性,表明该方法能够在实际操作中可靠地实现系统性能的期望输出。这篇论文在不确定非线性系统控制领域做出了有意义的贡献,为后续研究者提供了有价值的设计思路和技术支持。