非最小相位系统控制研究进展：挑战与解决策略

"非线性非最小相位系统的控制研究综述" 非线性非最小相位系统的控制研究是控制理论与工程领域的一个重要课题，主要涉及那些具有不稳定零动态或内部动态的非线性系统。这些系统由于其内在的非最小相位特性，使得许多传统的非线性控制策略，如反推控制、反馈线性化和滑模控制等，难以直接应用。非最小相位系统的控制难题在于，它们的动态行为可能导致系统响应缓慢、不稳定或存在振荡。 非最小相位系统的成因通常是由于系统内部的负阻尼或延迟效应，这使得系统在某些频率下的相位滞后超过180度。理解这种特性对于设计有效的控制策略至关重要。理想的内模是解决非最小相位系统控制问题的一种方法，它允许控制器模拟系统的动态行为，从而补偿非最小相位效应。 在控制策略方面，文章对非线性非最小相位系统的稳定化、轨迹跟踪和路径跟踪控制进行了深入分析和比较。稳定化控制目标是使系统达到一个预设的平衡状态，而轨迹跟踪控制则要求系统输出能精确跟随期望的参考轨迹。路径跟踪控制更进一步，不仅要跟踪轨迹，还要考虑系统的运动约束和动态性能。 文章指出，非线性非最小相位系统的研究仍面临诸多挑战，包括如何处理复杂的非线性结构、如何设计鲁棒控制器以应对不确定性以及如何在有限计算资源下实现高效的控制算法。此外，实时性和适应性也是未来研究的重点，需要开发出能适应系统变化和环境扰动的自适应控制策略。 展望未来，非线性非最小相位系统的控制研究可能会更加关注于结合现代机器学习和数据驱动的方法，以利用数据来识别和补偿非最小相位特性。同时，多学科交叉，如与优化理论、人工智能和复杂网络理论的融合，也将为解决这一难题带来新的视角和工具。 关键词：非最小相位，非线性控制，零动态，系统稳定，跟踪控制 引用格式：苏善伟，朱波，向锦武，林岩. 非线性非最小相位系统的控制研究综述. 自动化学报，2015，41(1):9−21. DOI: 10.16383/j.aas.2015.c140322 这篇综述为读者提供了关于非线性非最小相位系统控制的全面概述，不仅阐述了相关理论基础，还指出了未来研究的方向，对于深入理解和解决这类系统控制问题具有重要参考价值。