非線性切換系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡魯棒自適應控制研究.pdf

1、切換系統(tǒng)是從系統(tǒng)與控制科學的角度來研究混雜系統(tǒng)的一類重要模型,是目前混雜系統(tǒng)理論研究的一個國際前沿方向。切換系統(tǒng)理論的提出和建立,一方面是適應工業(yè)生產(chǎn)實踐發(fā)展的需要,另一方面也是控制理論自身發(fā)展的必然結果。但在許多實際系統(tǒng)中比如智能機器人、風力發(fā)電、智能交通管理系統(tǒng)、空間飛行器等控制系統(tǒng)通常為非線性過程。因此,非線性切換系統(tǒng)的控制問題研究是一個值得探討的問題,具有重要的實際意義和理論價值。本文的主要貢獻是將神經(jīng)網(wǎng)絡技術引入到非線性切換控

2、制系統(tǒng)中,利用神經(jīng)網(wǎng)絡逼近能力與多Lyapunov函數(shù)理論,設計魯棒自適應控制器以加強系統(tǒng)魯棒性與穩(wěn)定性,同時設計相應的切換規(guī)則,解決了反饋線性化需要精確模型的限制,并改善了控制系統(tǒng)的暫態(tài)特性。
　　 本文所做的主要研究工作如下:
　　 (1)提出了一種基于單神經(jīng)元自適應PSD預測控制器的新型火電廠過熱汽溫多控制器切換控制系統(tǒng),采用單神經(jīng)元自適應PSD控制與Levinson預測器相結合的控制方式以改善大滯后、多干擾系統(tǒng)的

3、控制特性,通過DCS控制系統(tǒng)平臺的組態(tài)設計以實現(xiàn)手自動切換和各控制器之間的合理切換,并在某火電廠(600MW)得到了很好的工程應用。
　　 (2)提出了含未建模動態(tài)單輸入單輸出離散時間系統(tǒng)的多模型魯棒自適應切換控制方法,采用由N-2個參數(shù)已知的固定模型和2個自適應模型構成多模型集,在每一采樣時刻根據(jù)設計的切換指標函數(shù)選擇最佳控制器作為系統(tǒng)當前控制器,以增強控制系統(tǒng)的魯棒性并改善了動態(tài)系統(tǒng)的暫態(tài)響應。
　　 (3)提出一種

4、帶有未知控制增益方向的非線性切換系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡自適應H∞跟蹤控制方法,采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡來逼近未知函數(shù)利用多Lyapunov切換函數(shù)推導得出神經(jīng)網(wǎng)絡自適應更新律和切換規(guī)則,設計了H∞補償控制器加強系統(tǒng)魯棒性,并在控制器設計過程中引入混合干擾量(由神經(jīng)網(wǎng)絡逼近誤差和外界干擾量組成的)來改進跟蹤誤差抑制水平。該控制方法取消了函數(shù)控制增益上界為已知的條件,并取消了外界干擾量和神經(jīng)網(wǎng)絡逼近誤差上界已知的假設。
　　 (4)提出了一類非線

5、性切換系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡滑模自適應控制方法,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(多層神經(jīng)網(wǎng)絡和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡)作為逼近工具來建模未知非線性函數(shù),利用多Laypunov函數(shù)方法推導得出神經(jīng)網(wǎng)絡權值更新律,設計神經(jīng)網(wǎng)絡自適應滑模控制器及其相應的切換規(guī)則(平均駐留時間法和周期切換規(guī)則),證明了閉環(huán)控制系統(tǒng)是Lyapunov漸進穩(wěn)定的且達到良好的跟蹤特性。
　　 (5)提出了一類(包括外界干擾、參數(shù)結構不確定性、未建模動態(tài)和含死區(qū)特性)不確定非線性切換系統(tǒng)的神經(jīng)