时滞非线性参数系统有限时间状态约束控制

金 璇,刘文慧

(南京师范大学南瑞电气与自动化学院,江苏 南京 210023)

近年来非线性系统的控制问题引起了广泛的关注,许多有效的控制方法陆续被提出,例如滑模控制[1]、模糊控制[2]、鲁棒控制和自适应控制[3-6]. 自适应反步控制法[7-8]可以根据系统本身的状态,构造保证系统存在不确定性时仍具有强鲁棒性的结构,因此被广泛用于稳定非线性系统[9-11]. 众所周知,参数不确定的非线性自适应控制也是非线性控制设计中的热点问题,自适应反步技术被广泛用来解决不确定非线性系统的控制问题[12-15]. 然而参数化非线性系统状态约束和有限时间控制问题鲜有研究.

工业实际应用中存在各种各样的物理条件约束,例如机械臂系统中位置和速度的限制[16],连续搅拌釜反应器中温度和压力的限制[17]等,系统状态约束成为一个具有挑战性的热点问题. 近来,构造Barrier Lyapunov函数使系统状态被约束在给定区域内的方法得到大量应用[18-19]. 另一方面,不同于渐近稳定理论,有限时间稳定能够保证系统内的变量在有限时间内快速收敛于平衡点,使系统拥有更好的瞬态特性. 对于大多数工程应用,需要系统在有限时间内达到期望性能,因此有限时间控制格外重要. 近年,有限时间控制问题取得了巨大的进展,许多新的控制方法应运而生[20-21].

由于测量和计算等的延迟,输入时滞现象常见于化工生产、生物反应器等工业生产中,因此许多研究输入时滞的文献应运而生……