带不确定性欠驱动系统的自适应及输出反馈控制研究

This project focuses on the adaptive and output feedback control of underactuated systems with uncertainties like unknown system parameters, unmodeled dynamics and external distuabances, and extends the methods to underactuated systems suffered from non-smooth input constraints such as unknown dead-zone, backlash, hysteresis, input saturation etc. Firstly, design adaptive control schemes for uncertain underactuated systems with transverse function approach, finite-time decoupling techniques. Secondly, consider adaptive output feedback control of underactuated systems by designing observers for uncertain underactuated systems and combing the adaptive controller design with the output of observers, extending the high-gain observer scheme to 6-DOF underactuated systems, and establishing stability analysis. Furthermore, consider the underactuated systems with non-smooth input constraints such as unknown dead-zone, backlash, hysteresis, input saturation etc., and design adaptive control schemes based on decoupling of systems and backstepping technique after smooth-approaching of the constraints. This project mainly aims at designing some novel adaptive and output feedback control schemes for underactuated systems and makes scientific breakthroughs in this field.

本项目针对几类含不确定性的欠驱动系统，研究其自适应和输出反馈控制方案，并在此基础上研究其在输入非线性约束下的控制方法。首先针对几类含未知系统参数、未建模动态、外部扰动等不确定性欠驱动系统，采用横截函数、有限时间解耦等控制技术与理论方法设计自适应控制方案。其次考虑欠驱动系统的自适应输出反馈控制问题，研究含系统未知参数的欠驱动系统观测器设计方法与自适应控制设计协调解决方案，推广高增益观测器在六自由度欠驱动系统中的应用。另外在欠驱动系统自适应及输出反馈控制基础上考虑输入非线性约束对系统的影响，研究自适应控制方案，在系统解耦的基础上研究约束平滑化处理与反步法在欠驱动系统中的应用。此项目的主要意义是探索欠驱动系统自适应控制相关研究方法，以求在关键技术上有所突破和创新，并推动欠驱动系统控制研究领域的发展。

本项目针对几类含不确定性的欠驱动系统，研究其自适应和输出反馈控制方案，并在此基础上研究其在输入非线性约束下的控制方法。首先针对几类含未知系统参数、未建模动态、外部扰动等不确定性欠驱动系统，采用横截函数、有限时间解耦等控制技术与理论方法设计自适应控制方案。其次考虑欠驱动系统的自适应输出反馈控制问题，研究含系统未知参数的欠驱动系统观测器设计方法与自适应控制设计协调解决方案，推广高增益观测器在六自由度欠驱动系统中的应用。另外在欠驱动系统自适应及输出反馈控制基础上考虑输入非线性约束对系统的影响，研究自适应控制方案，在系统解耦的基础上研究约束平滑化处理与反步法在欠驱动系统中的应用。此项目的主要意义是探索欠驱动系统自适应控制相关研究方法，以求在关键技术上有所突破和创新，并推动欠驱动系统控制研究领域的发展。