基于自適應(yīng)模糊控制的非線性系統(tǒng)研究.pdf

1、自適應(yīng)模糊控制是具有學(xué)習(xí)算法的模糊邏輯系統(tǒng)，而模糊邏輯系統(tǒng)是由一系列模糊“如果-則”規(guī)則組成的，學(xué)習(xí)算法則是依靠輸入-輸出調(diào)整模糊邏輯系統(tǒng)的參數(shù)。由于其兼容了模糊控制理論與自適應(yīng)控制理論的優(yōu)點，因此，在非線性函數(shù)逼近、非線性系統(tǒng)建模與辨識、非線性系統(tǒng)控制和自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)等方面得到了廣泛的研究和應(yīng)用。其中，如何消除逼近誤差和外擾的影響，保證非線性模糊控制系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾能力是當(dāng)今控制領(lǐng)域的研究熱點之一。 本論文在對國內(nèi)

2、外大量文獻(xiàn)分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，主要對下面幾個問題進(jìn)行了研究： (1)針對一類單輸入單輸出非線性不確定系統(tǒng)，在系統(tǒng)不完全直接可測的情況下，基于Lyapunov理論設(shè)計方法，通過采用自適應(yīng)模糊邏輯系統(tǒng)逼近被控對象的未知非線性和引進(jìn)一種誤差觀測器，設(shè)計了一種基于觀測器的魯棒自適應(yīng)模糊控制。該方法考慮了函數(shù)逼近誤差和系統(tǒng)外擾的存在，并假設(shè)該逼近誤差和系統(tǒng)外擾有界但界未知的情況下，設(shè)計了一個魯棒自適應(yīng)控制器，并給出了這個界的自適應(yīng)估計項，

3、最后證明了所設(shè)計的控制器能獲得較好的跟蹤性能。 (2)針對一類不確定離散非線性系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)定性分析并提出了模糊魯棒控制器、觀測器的設(shè)計方法。這里不僅考慮了系統(tǒng)狀態(tài)不可測問題，而且考慮了模糊模型的不確定問題。首先，由T-S模型對不確定非線性離散系統(tǒng)建模，不確定的非線性模型描述不同狀態(tài)空間的局部動態(tài)區(qū)域。這些不確定的非線性模糊模型通過中心平均反模糊化、乘積推理、單點模糊化方法得到了全局模糊模型。模糊魯棒控制器和觀測器的設(shè)計是在并行分

4、布補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上實現(xiàn)的，針對每一個局部不確定非線性模型設(shè)計一個模糊觀測器和模糊反饋控制器。最后的觀測器和控制器總體上是非線性的，是又一次單個非線性觀測器和控制器的模糊組合。同時，保證了系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性。 (3)針對一類非線性不確定系統(tǒng)，提出了一種自適應(yīng)模糊滑?？刂破鞯脑O(shè)計方法。采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對非線性系統(tǒng)建模，利用改進(jìn)的BP算法對模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隸屬函數(shù)中心、寬度和網(wǎng)絡(luò)權(quán)值進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)系統(tǒng)存在外部干擾并有界時，利用Lyapunov方法

5、證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。仿真結(jié)果證明了模糊滑模控制器具有良好的控制效果。 (4)針對一類多輸入多輸出非線性不確定系統(tǒng)，提出了一種基于觀測器的模糊自適應(yīng)輸出反饋控制方法?？紤]函數(shù)逼近誤差和系統(tǒng)外擾有界但界未知的情況，利用“主導(dǎo)輸入”的思想解決MIMO的耦合問題，基于Lyapunov函數(shù)方法，設(shè)計了一個魯棒自適應(yīng)控制器，在系統(tǒng)狀態(tài)不完全可測的情況下，在魯棒穩(wěn)定自適應(yīng)模糊控制設(shè)計基礎(chǔ)上，借助高增益觀測器估計系統(tǒng)的跟蹤誤差，得到系統(tǒng)狀態(tài)的估