非稳恒仿射运动学约束的非完整控制系统研究

项目名称： 非稳恒仿射运动学约束的非完整控制系统研究

项目编号： No.61273091

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 武玉强

作者单位： 曲阜师范大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 本课题研究具有非稳恒仿射约束的非完整系统控制问题。对非稳恒仿射约束的运动学模型, 通过构造非线性变换, 进一步转化系统模型, 研究系统的能控性, 探索实现具有类似于非线性飘逸的链式系统, 进行镇定控制和跟踪控制器的设计. 对仿射约束或非稳恒仿射约束的运动学系统, 在动力学系统具有不确定的条件下, 应用有限时间控制器设计方法, 设计有限时间收敛的跟踪控制器, 实现运动学模型的跟踪. 对运动学模型能够化为带非线性不确定的链式结构的非完整系统, 在动力学系统具有不确定的条件下, 通过非线性构造, 应用输入到状态稳定的控制方法, 设计镇定控制器和跟踪控制器. 研究运动学约束是部分可积的非完整系统, 应用微分-代数控制系统理论, 结合以广义速度为输入量的具有非线性飘逸的链式非完整系统模型和力矩输入的动力学模型, 研究其镇定问题, 跟踪问题,分析解决一些实际系统的建模与控制问题.

中文关键词： 非稳恒仿射运动学模型；动力学系统；控制器设计；动态不确定性；镇定与跟踪控制

英文摘要： This project studies the problem of nonholonomic control systems with rheonomous affine kinematic model constraints. For the kinematic system with rheonomous affine constraints, it will be further converted by constructing the nonlinear transformation. On this basis we will discuss its controllability, explore the possibilities of realizing the nonholonomic chained system with the similar nonlinear drifts, and further design the stabilization and tracking controller. When the kinematic system has the affine or rheonomous affine constraints and the dynamic system possesses the uncertainties, by using the finite time control method we will design the finite time convergence tracking controller to achieve the tracking control of the kinematic system. When the kinematic system can be tranformed into the nonholonomic chained system with nonlinear uncertainties and the dynamic system possesses the uncertainties, via a nonlinear construction, we will apply the input-to-state stable(ISS) method to design the stabilization and tracking controller. We will investigate the nonholonomic system whose kinematic constraint is partially integrable, by using the differential-algebraic control system theory, to achieve the stabilization and tracking control objective via state and output feedback. Combining the nonholonomic chai

英文关键词： Rheonomous Affine Kinematic Model；Dynamics Systems；Controller Design；Dynamic Uncertainties；Stabilization and Tracking Control