腔光力系统的反电磁诱导透明（IEIT）现象越来越多地受到研究者的广泛关注。所谓的IEIT现象发生在非线性系统中，在1个控制场和2个探测场的共同驱动下，腔内的机械振子对2个探测场的能量进行完全吸收，而不发生透射和反射现象。提出一个多模腔光力系统，该系统由2个机械振子和1个光学谐振腔构成，由1个控制场和2个探测场所驱动。通过控制该系统中有效的光力耦合速率（由腔场功率决定）、2个机械振子与腔光子耦合强度之间的比值，该腔光力系统出现了IEIT现象。此外，进一步解决了能量驻留的问题，发现在2个振子的作用下，系统的耦合效果得到显著增强。通过调节腔场的功率和机械振子与腔的耦合关系，该系统可以实现滤波、能量分配调节，此研究可能适用于量子通信和能量储存等领域。

针对具有外界非匹配扰动的严格反馈非线性系统, 研究了固定时间控制问题。基于反演策略和Lyapunov稳定性理论, 给出使全局固定时间稳定的新型扰动观测器和控制器的设计步骤。为避免传统固定时间反演控制算法因虚拟控制律反复微分导致的奇异问题, 设计了一种不含分数次幂项的光滑反演控制器。在设计中将扰动估计值补偿到标称控制器中, 实现了外界扰动下控制目标的高精度、固定时间稳定, 并保证闭环系统中的信号在固定时间内收敛至稳定界内。最后对比仿真验证了控制算法的有效性。

提出一种借助机器学习算法从信号非完整信息提取待测参量的方法，该方法以只包含信号部分信息的功率谱幅度数据取代包含脉冲幅度和相位全部信息的数据来完成参量提取，克服了复杂光信号相位信息测量困难的问题。通过模拟仿真，验证了使用机器学习算法实现从脉冲演化提取传输介质参量信息的能力以及利用缺失相位信息的脉冲功率谱实现光纤多参量探测的可行性。仿真结果表明，采用适当的机器学习算法，所提方法的均方误差可控制在0.3%以内。

针对一类含扰动Lipschitz非线性系统的鲁棒控制问题进行了研究, 讨论了基于观测器的非线性系统鲁棒控制问题。首先, 对满足Lipschitz条件的非线性系统构造出了状态观测器; 其次, 考虑到系统中的扰动项, 根据Lyapunov理论分两种情况以线性矩阵不等式的形式给出基于状态观测器的控制器存在的充分条件, 得到了观测器增益矩阵及控制器增益矩阵的计算方法, 实现了非线性系统的鲁棒控制; 最后, 利用数值算例验证了所提方法的有效性。

针对控制方向未知的情况下，具有线性外部系统的不确定非线性系统的全局鲁棒输出调节问题，假设系统和高频增益符号是未知的，并且未知的参数可以是任意大，这就为控制器的设计带来了挑战。为了解决这个问题，首先，进行坐标变换，计算出新的状态方程; 然后，通过使用Nussbaum动态增益技术、自适应控制方法和内模原理，将鲁棒输出调节问题转化为鲁棒稳定性问题，并设计一种动态输出反馈控制器; 最后，通过所设计动态输出反馈控制器使得Lyapunov的导数负定，这样就从理论上解决了非线性输出反馈系统的全局鲁棒输出调节问题。通过实例说明了所提自适应控制器的有效性。

针对一类不确定非线性系统, 研究了一种结合反步法和自抗扰控制的新的自适应输出反馈控制方法。通过引入扩张状态观测器(ESO)对被控系统的未知状态进行实时估计, 同时利用扩张状态观测器实现对系统中的不确定项在线逼近及补偿。通过非线性滤波器对反步法设计过程中的虚拟控制信号进行求导, 避免了传统反步法设计控制中复杂性爆炸的问题, 并由此设计了自适应输出反馈控制器。通过李雅普诺夫函数证明了这种控制方法的稳定性, 验证了闭环系统中所有信号均是有界的。数值仿真算例进一步验证了该方法的有效性。

研究了固定时间控制在非线性纯反馈系统中的应用。为了解决传统反步法无法处理纯反馈系统的问题, 引入了一种非传统的坐标变换。根据Lyapunov稳定性定理证明了所提出的控制算法可以确保系统在固定时间内跟踪到给定信号, 且收敛时间与系统的初始状态无关。最后, 通过两个仿真示例验证了所提算法的有效性。

针对航空发动机非线性分布式控制系统的故障检测问题, 首先, 通过辨识方法建立了具有多项式组合形式的航空发动机非线性模型, 并考虑网络因素, 建立了具有随机时延的航空发动机非线性分布式控制系统模型。然后, 把非线性分布式控制系统看成是一种随机系统, 为其设计了非线性的故障观测器, 应用Lyapunov稳定性理论和随机系统均方渐近稳定理论推导了故障观测器误差系统均方渐近稳定的线性矩阵不等式条件, 并求得了线性矩阵不等式的可行解。最后, 给出了具体的故障检测步骤, 并通过仿真计算验证了所提算法的有效性。

针对一类具有参数不确定性和多个外部扰动的非线性系统, 基于Backstepping方法提出一种自适应控制策略。在控制设计中引入虚拟控制函数, 使用改进的自适应定律估计外部扰动的未知边界, 利用这些未知边界的更新值, 为这种不确定的非线性系统合成一类连续自适应鲁棒状态反馈控制器, 同时利用李雅普诺夫稳定理论确保所提控制器使非线性系统具有渐近稳定性。最后仿真算例表明了所提控制器的有效性。