基于模糊干擾建模的抗干擾控制算法研究及應(yīng)用.pdf

1、由于干擾普遍存在于實際應(yīng)用當(dāng)中，因此干擾的抑制和抵消問題一直是控制工程領(lǐng)域研究的熱點。近些年來，基于干擾觀測器控制(DOBC)的理論受到學(xué)者們廣泛關(guān)注和大量研究，并成功在許多工程系統(tǒng)中應(yīng)用。盡管如此，外部干擾的建模問題仍然是DOBC理論研究的一個難題，尤其是針對那些非線性不規(guī)則干擾。本文基于DOBC策略，結(jié)合T-S模糊模型的非線性建模能力，提出了一種新型干擾建模方法，并針對幾類在干擾作用下的復(fù)雜系統(tǒng)給出了相應(yīng)的干擾觀測器和復(fù)合控制器設(shè)計

2、方案。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)研究了一類具有未知干擾和非線性動態(tài)的MIMO系統(tǒng)的抗干擾控制及動態(tài)跟蹤問題。不同于現(xiàn)有的DOBC方法，首次利用T-S模糊模型描述非線性干擾，并分別在非線性動態(tài)已知和未知兩種情況下，基于T-S模糊干擾模型設(shè)計干擾觀測器對干擾進(jìn)行估計。通過結(jié)合干擾估計和PI控制輸入，基于凸優(yōu)化理論設(shè)計復(fù)合控制器，實現(xiàn)對干擾的有效估計和抑制，同時保證系統(tǒng)穩(wěn)定及跟蹤誤差收斂到零。最后，針對A4D飛行器動態(tài)模型，分

3、別在T-S模糊模型描述的三種典型非線性干擾作用下仿真，良好的仿真結(jié)果驗證了所提方法的有效性。
　　(2)研究了DOBC控制框架下一類具有輸入飽和約束和非線性動態(tài)的不確定系統(tǒng)抗干擾及動態(tài)跟蹤控制問題。利用T-S模糊模型描述復(fù)雜非線性干擾，并針對系統(tǒng)非線性動態(tài)已知和未知的情況分別設(shè)計相應(yīng)的干擾觀測器。結(jié)合干擾估計和PI控制輸入，并利用凸包表示飽和線性反饋，設(shè)計復(fù)合抗干擾控制器保證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和良好的跟蹤性能。同時，利用Lyapun

4、ov水平集給出了吸引域估計。
　　(3)提出了具有參數(shù)不確定性和未知干擾的T-S模糊系統(tǒng)抗干擾跟蹤控制策略。外部干擾由T-S模糊模型描述，在此框架下設(shè)計復(fù)合觀測器同時估計系統(tǒng)狀態(tài)和干擾。結(jié)合PI控制算法以及系統(tǒng)狀態(tài)和干擾的估計值，設(shè)計復(fù)合控制器保證系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性、跟蹤性能以及干擾估計和抑制性能。
　　(4)研究了具有不匹配干擾的小型無人直升機(jī)偏航通道動態(tài)的干擾估計和抵消問題。在利用T-S模糊模型描述非線性干擾的基礎(chǔ)上，