上海交通大学国家自然基金申请成功的申
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国家自然科学基金申请书 您现在不能检查保护文档或打印文档，请根据以下三个步骤操作 1如果您是Word2000或以上版本用户，请把Word宏的安全性设为“中“ 方法 Word菜单-工具-宏-安全性-安全级,设置为“中“ 如果您是Word97用户，继续执行以下步骤 2关闭本文档，重新打开本文档 3点击“启用宏“按钮，即可开始填写本文档或打印了 申请代码 F030103 受理部门 收件日期 受理编号 第 14 页 版本1.029.231 国家自然科学基金 申 请 书 资助类别面上项目 亚类说明自由申请项目 附注说明 项目名称视觉反馈的非完整控制系统镇定 申 请 者乔力 电话 021-64310000 依托单位上海交通大学 通讯地址上海市徐汇区 邮政编码200031 单位电话021-62932574 电子邮件qaolisina.com.cn 申报日期 2004年3月10日 国家自然科学基金委员会 基本信息1UT1hHnD 申 请 者 信 息 姓名 性别 男 出生 年月 1968年4月 民族 汉族 学位 博士 职称 副研究员 主要研究领域 非线性控制、机器人动力学与控制以及鲁棒控制 电话 021-64310000 电子邮件 qaolisina.com.cn 传真 021-64720002 个人网页 工作单位 上海交通大学 /电气工程学院 在研项目批准号 shlgX455 依托单位信息 名称 代 码 20003001 联系人 孙海健 电子
邮件 jijinkemail.sjtu.edu.cn 电话 021-62932574 网站地址 .cn 控制方法和信息融合 6 4 1976-10-28 男 讲师 硕士 上海交通大学 021-64317954 chengtaodusohu.com 控制方法及实验仿真 6 5 1976-11-4 女 讲师 硕士 上海交通大学 021-64317954 dyfs03citiz.net 控制方法 6 6 1968-9-23 女 讲师 硕士 上海交通大学 021-64317954 x01citiz.net 伺服控制与实验研究 6 7 8 9 总人数 高级 中级 初级 博士后 博士生 硕士生 8 2 4 2 说明 1. 高级、中级、初级、博士后、博士生、硕士生人员数由申请者负责填报，总人数自动生成。 说明 2. 项目组主要成员不包括项目申请者。 经费申请表 （金额单位万元） 科目 申请经费 备注（计算依据与说明） 一.研究经费 14.5000 1.科研业务费 8.5000 （1）测试/计算/分析费 2.0000 图象加速卡及相关软件 （2）能源/动力费 （3）会议费/差旅费 4.0000 三年,3人次国内会议,3人次国外会议费 （4）出版物/文献/信息传播费 2.5000 论文2万,文献检索及网络费0.5万 （5）其它 0.0000 不可预知的费用,如临时更换配件等 2.实验材料费 0.0000 （1）原材料/试剂/药品购置费 （2）其它 3.仪器设备费 1.7000 （1）购置 1.7000 摄象器材 （2）试制 4.实验室改装费 2.3000 主要是地面要保证一定的光滑度,便于实验. 5.协作费 2.0000 部件加工及运输费 二.国际合作与交流费 3.5000 1.项目组成员出国合作交流 1.5000 1人次出国交流1-2个月的
费用 2.境外专家来华合作交流 2.0000 两人次境外专家来华合作交流的费用 三.劳务费 3.0000 研究生劳务费 四.管理费 1.0000 合 计 22.0000 与本项目相关的 其他经费来源 国家其他计划资助经费 0.0000 其他经费资助（含部门匹配） 0 其他经费来源合计 0.0000 国家自然科学基金申请书 报告正文 一 立论依据和研究内容 1. 项目的立项依据 对系统的某一平衡点而言，系统的镇定问题是研究如何设计一个控制器使得闭环系统对包含该平衡点的某一区域中的任何初值，其运动轨迹都能渐近收敛到该平衡点。
这是研究系统从一个状态精确地运动到另一状态以及系统跟踪控制问题的基础。
自上世纪八十年代以来，随着机器人和自动驾驶技术的发展，迫切需要考虑受控对象与环境接触的非完整约束下的镇定控制问题。
在随后的二十多年内，这一问题成了控制理论界研究的热点之一。
国际上上世纪80年代至90年代中期，对非完整系统镇定控制的研究主要是针对由非完整约束方程导出的非完整运动学系统进行的，并取得了如非光滑控制器、时变控制器以及混合控制器等一大批理论结果[1]。
由于实际系统是动力学系统, 在对系统性能要求较高的情况下通常不能忽略系统的动力学部分。
因此自90年代后期国际上更加注重非完整动力学系统镇定的控制研究。
通常采用速度跟踪的思想将对非完整运动学系统设计的控制律推广到非完整动力学系统，这种研究一般依赖于非完整系统的准确动力学模型[2，3，4]。
考虑到非完整动力学系统控制研究具有很强的实际应用背景，而对实际系统一般无法建立精确模型，且不可避免地受到各种干扰的影响，必须研究不确定非完整动力学系统的有效控制方法。
目前国内外在这方面的研究还刚刚起步，值得一提的是我国学者对参数不确定非完整动力学控制系统，在镇定控制方面也做出了一定的贡献[5,6,7]。
此外，近两年来关于有外界扰动和传感器噪声情况下的非完整运动学鲁棒镇定控制问题也有所论及[8]。
然而这些设计方法大多都假定系统的环境、任务以及系统的状态都是可以直接量测的。
许多实际问题并非如此，例如无人驾驶的空间探测器、随机目标跟踪以及机器人编队等,其环境、任务的复杂给系统标定、状态和目标量测带来了很大困难。
但这些环境和目标参量利用视觉系统是容易描述的，在摄象机的图象平面内考察非结构环境下的、不便直接量测的系统控制问题是很直观和方便的。
本项目就是试图利用视觉量测信息，从控制理论的角度，将量测和控制结合起来，研究在视觉坐标系（指摄象机坐标系或图象坐标系）下非完整控制系统镇定问题的理论和方法，为进一步从理论和实际的结合上研究非完整控制系统开拓新的思路。
采用视觉伺服的优点是它可以模拟人的视觉器官、对环境实施非接触量测以及便于对非结构环境和目标进行量测等。
视觉伺服的一个关键问题是从三维空间到二维图象空间的未知的时变非线性变换（未知深度）,由此派生出新的视觉平面内系统的可控性、可观性以及与原系统控制性能的关系问题，这也是本项目的难点和重点。
视觉伺服的概念最早产生于上世纪70年代末期，Hill和Park将其用在闭环系统中来控制机械手的终端执行器[9]，然而由于当时视觉系统的采样速率很低，控制效果不太理想，正是由于这个原因，视觉伺服的发展经历了十分缓慢的10年。
随着计算机技术的发展，自上世纪90年代，特别是近年来，这一技术在机械手领域得到了快速发展（包括基于位置和图象的视觉伺服）[10,11]。
在文[12]中，对于一类机载摄象机的平面非完整移动机器人，在假定深度和视觉系统的内外参数已知的情况下，讨论
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