复杂非线性和输出约束下一类非线性系统的自适应输出反馈事件触发跟踪控制
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TP273

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国家自然科学基金项目(62373364, 62073197);江苏省重点研发基金项目(BE2022095).


Adaptive output feedback event-triggered tracking control for a class of nonlinear systems with severe nonlinearities and output constraints
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    摘要:

    针对一类具有复杂非线性和输出约束的输出反馈非线性系统提出一个自适应事件触发跟踪控制方法, 其中系统的复杂非线性由与输出相关的非线性函数和不可测状态耦合构成. 为了估计不可测的状态变量并补偿复杂的系统非线性, 首先, 利用增益调节技术设计一个动态高增益, 并设计一个修改的高增益K-滤波器; 然后, 对跟踪误差引入性能约束函数并设计自适应动态面输出反馈控制器. 为控制器设计一个触发条件来确定事件触发控制信号, 使得系统的通信资源得到有效节约. 研究结果表明, 利用所提出方案, 系统的复杂非线性和触发误差均能被有效处理, 输出约束能被保证, 并且跟踪误差能够收敛到一个任意小的紧集. 最终, 所提出控制方案的有效性通过高超音速飞机仿真实验得到了验证.

    Abstract:

    This paper proposes an adaptive output feedback event-triggered tracking control scheme for a class of nonlinear systems with severe nonlinearities and output constraints, in which the severe nonlinearities consist of output based nonlinear functions and unmeasurable states. To estimate the unknown state variables and compensate for the severe nonlinearities, a dynamic gain is first designed using gain scaling technique, based on which a modified high-gain K-filter is constructed. Then, an adaptive dynamic surface output feedback controller is designed by introducing the prescribed performance for the tracking error. Further, a triggering condition is constructed to determine the event-triggered control signal so that communication resource can be effectively saved. It is shown that with the proposed scheme, the severe nonlinearities and the execution error can be accommodated, the output constraints can be guaranteed, and the tracking error can converge to an arbitrarily small residual set. Finally, the effectiveness of the control scheme is demonstrated through simulation on a hypersonic aircraft.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

孙琛,林岩,王雪松,等.复杂非线性和输出约束下一类非线性系统的自适应输出反馈事件触发跟踪控制[J].控制与决策,2025,40(7):2117-2124

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  • 收稿日期:2024-09-12
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  • 在线发布日期: 2025-06-05
  • 出版日期: 2025-07-20
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