Backstepping驱动的严格反馈非线性系统预设性能鲁棒控制器设计

本文主要探讨了一种创新的控制策略，即基于Backstepping技术的预设性能鲁棒控制器设计，针对一类受到外界扰动的严格反馈非线性系统。Backstepping技术是一种递归的设计方法，通常用于解决复杂的非线性控制系统问题，通过分段构建Lyapunov函数来确保系统的稳定性。 在设计过程中，作者首先通过误差转换技巧，将原始非线性系统转化为一个等效误差模型，这个步骤对于理解和处理系统中的不确定性以及外部干扰至关重要。误差转换有助于分离系统动态和性能指标，使得控制设计更为精确。 然后，结合预设性能控制和鲁棒控制的思想，控制器被设计得能够在保证系统在预定性能范围内运行的同时，抵抗外部扰动的影响。预设性能控制强调的是控制器能够使系统达到预先设定的性能标准，如跟踪精度、响应速度等，而鲁棒控制则着重于系统对未知或参数变化的健壮性。 作者利用Backstepping技术的逐层递推特性，选择合适的Lyapunov函数，通过优化控制律，确保系统不仅在稳态时表现良好，而且在动态过程中也能维持稳定的性能。这种设计方法注重系统的整体性能，包括稳定性、准确性以及对外部扰动的抑制能力。 最后，通过仿真实例验证了这种方法的有效性。实验证明，该预设性能鲁棒控制器能够在实际应用中有效地管理非线性系统的复杂行为，同时满足预设的性能要求，即使面对外部环境的变化，也能保持系统的可靠性和稳定性。 本文的研究成果为处理非线性系统的控制问题提供了一个有效的工具箱，它结合了Backstepping技术的灵活性和预设性能、鲁棒控制的优势，为提高系统性能和鲁棒性提供了新的设计思路。对于从事控制理论研究和实际工程应用的专家来说，这是一种值得深入学习和借鉴的方法。