不確定下三角非線性系統(tǒng)自適應(yīng)控制.pdf

1、近年來，基于在線逼近的不確定非線性系統(tǒng)自適應(yīng)控制吸引了廣大學(xué)者的研究興趣。本文對(duì)不確定下三角非線性系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)跟蹤控制問題進(jìn)行了研究。主要工作包含以下幾個(gè)方面:
　　 1.對(duì)一類控制增益未知的不確定仿射純反饋非線性系統(tǒng)提出了一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)反步動(dòng)態(tài)面控制設(shè)計(jì)方法。在控制設(shè)計(jì)中，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近系統(tǒng)中的未知函數(shù)設(shè)計(jì)出虛擬控制律與實(shí)際控制律，并使用動(dòng)態(tài)面控制技術(shù)對(duì)虛擬控制律進(jìn)行濾波處理。進(jìn)一步地，對(duì)一類不確定非仿射純反饋非

2、線性系統(tǒng)提出了一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)反步動(dòng)態(tài)面控制設(shè)計(jì)方法。在控制設(shè)計(jì)中，首先將子系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為具有類仿射的形式，然后應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近子系統(tǒng)中的未知函數(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬控制律與實(shí)際控制律，并使用動(dòng)態(tài)面控制技術(shù)對(duì)虛擬控制律進(jìn)行濾波處理。所提方法降低了控制設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度，控制器實(shí)現(xiàn)容易，并克服了控制器循環(huán)結(jié)構(gòu)問題。應(yīng)用Lyapunov穩(wěn)定性、輸入狀態(tài)實(shí)際穩(wěn)定性以及小增益定理等對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明閉環(huán)系統(tǒng)所有信號(hào)半全局最終有界，并且可以通過調(diào)整控制

3、參數(shù)使得穩(wěn)定狀態(tài)跟蹤誤差任意小。對(duì)所提控制設(shè)計(jì)方法的有效性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　 2.分別對(duì)增益均為常數(shù)1與增益未知的不確定嚴(yán)反饋非線性系統(tǒng)提出了單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制設(shè)計(jì)方法。在控制設(shè)計(jì)中，首先設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的虛擬控制律與期望控制律，然后使用一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線逼近期望控制律中的未知函數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)際控制律。進(jìn)一步地，對(duì)一類不確定非仿射純反饋非線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)了單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制器。在控制設(shè)計(jì)中，首先將子系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為具有類仿射的形式，

4、然后給出虛擬控制律或期望控制律，最后通過使用一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線逼近期望控制律中的未知函數(shù)將系統(tǒng)的實(shí)際控制律實(shí)現(xiàn)。根據(jù)所提方法設(shè)計(jì)的控制器結(jié)構(gòu)簡單，僅包含一個(gè)實(shí)際控制律與一個(gè)自適應(yīng)律，且可以直接給出。與現(xiàn)有控制器設(shè)計(jì)方法相比，所有的虛擬控制律只是在理論推導(dǎo)過程中形式地給出，不需要實(shí)際實(shí)現(xiàn)，因此顯著降低了控制器的復(fù)雜性?；贚yapunov穩(wěn)定性、輸入狀態(tài)實(shí)際穩(wěn)定性以及小增益定理等的穩(wěn)定性分析結(jié)果表明:閉環(huán)系統(tǒng)所有信號(hào)半全局最終有界，并且可以

5、通過調(diào)整控制參數(shù)使得穩(wěn)定狀態(tài)跟蹤誤差任意小。以數(shù)值例子與實(shí)際工程系統(tǒng)為仿真對(duì)象，對(duì)所提控制設(shè)計(jì)方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 3.針對(duì)存在未知死區(qū)及擾動(dòng)等情況，對(duì)增益均為常數(shù)1與增益未知的不確定嚴(yán)反饋非線性系統(tǒng)分別提出了單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)魯棒自適應(yīng)控制設(shè)計(jì)方法。在控制設(shè)計(jì)的中間步驟，首先對(duì)子系統(tǒng)中的擾動(dòng)部分進(jìn)行補(bǔ)償，然后形式地給出虛擬魯棒控制律。在控制設(shè)計(jì)的最后一步，首先對(duì)子系統(tǒng)中的擾動(dòng)部分與未知死區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償，給出系統(tǒng)的期望魯棒控制律

6、，然后使用一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線逼近期望控制律中的未知函數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)際控制律。進(jìn)一步地，對(duì)一類不確定非仿射純反饋非線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)了單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)魯棒自適應(yīng)控制器。在控制設(shè)計(jì)的中間步驟，首先對(duì)子系統(tǒng)中的擾動(dòng)部分進(jìn)行補(bǔ)償，然后將子系統(tǒng)的形式轉(zhuǎn)化并形式地給出虛擬魯棒控制律。在控制設(shè)計(jì)的最后一步，首先對(duì)子系統(tǒng)中的擾動(dòng)部分與未知死區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償，然后將子系統(tǒng)的形式轉(zhuǎn)化并給出系統(tǒng)的期望魯棒控制律，最后通過使用一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近期望控制律中的未知函數(shù)將系統(tǒng)的實(shí)際