一类输入饱和非仿射非线性系统的非线性动态逆控制

杨 浩,裴海龙

(华南理工大学 自主系统与网络控制教育部重点实验室;广东省无人机系统工程技术研究中心,广东 广州 510640)

1 引言

输入饱和普遍存在于各类实 际系统中,如空间飞行器[1]、电 机伺服系 统[2]等.输入饱和的出现有可能导致闭环系统暂态性能下降甚至发散[3].因此针对含有输入饱和系统的控 制器设 计吸引了大量研究人员的参与.文献 [4]针对一类含有输入饱和的线性系统提出了一种复合非线性控制方法.文献 [5]为一类含有输入饱和的多输入多输出非线性系统提出了基于估计的自适应控制算法.文献 [6]为在输入饱和影响下的Takagi-Sugeno系统提出 了容错约束控制器.文 献 [7]为严格反馈型输入饱和非线性系统设计了复合非线性反馈控制器.

然而上述控制方法仅适用于具有仿射结构的被控对象,无法直接应用于非仿射非线性系统,而该类系统常常出现于很多前沿应用领域,如大攻角机动飞行状态下的高超音速飞行器[8],大迎角飞行下的舵面控制系统[9]等.近年来针对含有输入饱和限制的非仿射非线性系统的控制研究取得了不少成果.如文献 [10]中基于扩张状态观测器的自适应控制方法,以及文献[11–12]中基于人工神经网络与模糊控制的相关算法等.然而基于扩张状态观测器的相关方法有可能伴随着结构复杂且控制器参数较多并缺乏调节依据等不足[13].而基于神经网络与模糊控制的方法往往伴随较重的计算负荷,从而限制……