對含輸入飽和約束和未知信息的非線性系統(tǒng)的研究.pdf

1、幾乎任何系統(tǒng)都或多或少地表現(xiàn)出一定的非線性。而在實際控制系統(tǒng)中，最為常見的非線性問題就是飽和問題。由于執(zhí)行機構(gòu)自身的物理限制，多數(shù)執(zhí)行器都不可避免地表現(xiàn)出執(zhí)行力有限這一問題。執(zhí)行器的飽和現(xiàn)象弱化了系統(tǒng)的執(zhí)行能力，若忽略該問題而進行控制器設(shè)計，將使系統(tǒng)性能惡化，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，進而無法完成指定任務(wù)、造成財產(chǎn)損失甚至人員傷亡。因此，將飽和約束考慮在內(nèi)的穩(wěn)定性分析和控制器設(shè)計的研究就顯得十分重要。
　　本論文以對高鐵的學(xué)習(xí)為起源，研

2、究了兩類具有輸入飽和約束且含有未知函數(shù)或未知參數(shù)等不確定信息的非線性系統(tǒng)的理論分析和控制器設(shè)計問題，并依據(jù)系統(tǒng)的具體情況制定相應(yīng)的控制策略，最后給出完整地控制器設(shè)計過程和驗證過程。對于多數(shù)實際控制系統(tǒng)，其精確的系統(tǒng)模型是不可得的，而魯棒自適應(yīng)控制策略正是解決此種情況下如何設(shè)計控制器以保證系統(tǒng)穩(wěn)定，并滿足一定動態(tài)要求的控制策略。對所研究系統(tǒng)存在的未知信息進行處理的過程中，不僅應(yīng)用魯棒自適應(yīng)控制技術(shù)對含有未知參數(shù)系統(tǒng)進行了魯棒自適應(yīng)控制設(shè)計

3、，而且還借鑒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))良好的逼近能力和學(xué)習(xí)能力對含有未知函數(shù)系統(tǒng)進行了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制設(shè)計。在控制器設(shè)計過程中，采用將動態(tài)面控制(DSC)技術(shù)和基于李雅普諾夫穩(wěn)定性定理的反步(Backsteppping)技術(shù)相結(jié)合的設(shè)計思路，使得控制器設(shè)計過程更具系統(tǒng)性，易于工程實現(xiàn)，同時確保被控系統(tǒng)所有狀態(tài)半全局一致最終有界(SGUUB)。動態(tài)面控制技術(shù)有效解決了反步技術(shù)中的“計算量膨脹”問題，降低了控制器的復(fù)雜性。鑒于飽和特性的不