基于I&I框架与功率积分的非线性系统自适应输出跟踪控制方法

本文是一篇发表于2015年7月的控制工程领域的研究论文，标题为《一类非线性系统的自适应输出跟踪控制（英文）》。该文章关注的是内在非线性系统的研究，特别关注如何将可用的 hysteretic 非线性模型与这类系统的特性相结合，实现实际的自适应输出跟踪控制。作者利用了当时最新的沉浸与不变性（Immersion and Invariance, I&I）框架，结合功率积分技术和普朗特-伊希林斯基（Prandtl-Ishlinskii） hysteretic 模型来解决这一问题。 文章的核心思想是针对一类具有内在非线性的系统，通过数学建模方法处理 hysteresis 这种非线性特性，克服其固有的挑战，比如系统的不确定性、参数变化等。作者提出的方法旨在实现自适应控制，即控制器能够根据系统的实时行为调整策略，从而跟踪给定的目标输出。这种方法有两个关键特点： 1. 融合模型与不变性：通过I&I工具，作者将理论模型与系统实际行为进行整合，确保在各种非线性条件下，控制策略仍然能够保持有效性。这种方法允许控制器在系统动态变化时，仍能维持稳定性和准确性。 2. 功率积分技术的运用：加入功率积分技术是为了增强控制器的鲁棒性，它有助于平滑系统响应，提高跟踪精度，并能有效地应对由于外部扰动或内部噪声引起的瞬态行为。 3. 普朗特-伊希林斯基模型：这是一种经典的描述 hysteresis 行为的数学模型，引入到控制系统中可以更好地捕捉和处理非线性磁滞效应，使控制器能够在存在磁滞效应的元件或系统中实现准确的输出跟踪。 这篇论文在非线性系统控制领域具有重要意义，为实际工业过程中的自适应输出跟踪控制提供了一种创新且实用的方法，有助于提高系统的稳定性和性能。对于研究者和工程师来说，这是一篇值得深入研究的理论与实践结合的成果。