非线性时滞系统最优控制器的近似设计研究

论文题目: 非线性时滞系统最优控制器的近似设计研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 物理海洋学

作者: 刘鹏

导师: 唐功友

关键词: 时滞系统,非线性系统,最优控制,逐次逼近方法

文献来源: 中国海洋大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在工业生产、航空航天和海洋工程等系统中,非线性和时滞是普遍存在的。例如海洋拖曳体的姿态与运动轨迹控制系统是具有六个自由度的非线性时滞系统,海洋平台的振动控制系统也是典型的非线性时滞系统。非线性时滞系统的最优控制问题是非常难解决的研究课题。该类系统最优控制的解析解一般是不存在的。因此,研究非线性时滞系统的最优控制器的近似设计问题,无论在理论上还是在实践上,都是很有意义的。本文首先综述了国内外非线性时滞系统最优控制理论的研究现状。然后利用微分方程的逐次逼近法研究非线性系统和时滞系统最优控制的近似设计过程。本文的研究内容概括如下。 1、首先,回顾了最优控制理论的发展,详细介绍了当前国内外非线性时滞系统最优控制理论的研究现状。 2、针对在外部持续扰动下的有限时域线性时滞系统,采用了一种前馈-反馈最优控制的逐次逼近算法。利用逐次逼近算法,将既含有时滞项又含有超前项的两点边值问题转化为不含时滞项和超前项的线性两点边值问题族。并证明了线性两点边值问题族的解序列一致收敛于原系统最优控制律。得到的最优控制律由解析的无时滞前馈-反馈控制部分和伴随向量序列极限形式的时滞补偿控制部分组成。通过截取时滞补偿序列的有限项,得到系统的有限时域前馈-反馈次优控制律。 3、将在外部持续扰动下的有限时域线性时滞系统最优控制的逐次逼近算法拓展到在外部持续扰动下的无限时域线性时滞系统最优控制当中,得到了新的理论成果和仿真结果。 4、针对在外部持续扰动下的线性时滞大系统,采用了一种前馈-反馈最优

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1．绪论

1．1 最优控制

1．2 非线性系统最优控制

1．3 时滞系统的最优控制

1．4 具有持续扰动系统的最优控制

1．5 本文的研究内容

2．具有持续扰动的有限时域线性时滞系统前馈-反馈最优控制

2．1 问题描述

2．2 预备引理

2．3 有限时域前馈-反馈最优控制设计

2．4 小结

3．具有持续扰动的无限时域线性时滞系统前馈-反馈最优控制

3．1 问题描述

3．2 预备引理

3．3 无限时域前馈-反馈最优控制设计

3．4 举例与仿真

3．5 小结

4．具有持续扰动线性时滞大系统前馈-反馈最优控制

4．1 问题描述

4．2 前馈-反馈最优控制设计

4．3 小结

5．仿射非线性离散系统最优控制

5．1 问题描述

5．2 预备引理

5．3 仿射非线性离散系统最优控制的逐次逼近法

5．4 举例与仿真

5．5 小结

6．非线性离散系统最优控制

6．1 非线性离散系统描述

6．2 非线性离散系统的最大值原理

6．3 非线性离散系统最优控制的逐次逼近法

6．4 举例与仿真

6．5 小结

7．具有持续扰动的非线性离散系统前馈-反馈最优控制

7．1 问题的描述

7．2 预备引理

7．3 前馈-反馈最优控制设计

7．4 举例与仿真

7．5 小结

8．讨论与展望

附录符号索引

参考文献

致谢

作者研究生期间发表论文情况

作者研究生期间参加科研的情况

发布时间: 2005-10-26

参考文献

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