幾類非線性系統(tǒng)的自適應Backstepping神經(jīng)網(wǎng)絡控制.pdf

1、非線性控制理論一直是近二十年來自動化控制領域研究的熱點課題之一，尤其是將Backstepping設計方法和神經(jīng)網(wǎng)絡逼近理論有機結(jié)合的自適應Backstepping神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法更是受到了眾多研究者的廣泛關(guān)注，也已經(jīng)取得了很大進展，但仍然有很多問題有待于進一步研究和探討.本論文旨在研究自適應Backstepping神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法在隨機非線性和離散時間非線性系統(tǒng)領域中的推廣，結(jié)合隨機微分方程穩(wěn)定性理論、時滯泛函微分方程穩(wěn)定性理論以及關(guān)聯(lián)

2、大系統(tǒng)的分散控制理論等，對幾類隨機非線性系統(tǒng)和離散時間非線性系統(tǒng)的輸出反饋控制和跟蹤控制問題進行了研究，其主要成果可概括如下：
　　 1.利用圓盤判據(jù)，在隨機非線性系統(tǒng)中引入一種新的非線性觀測器以估計系統(tǒng)的不可測狀態(tài)，對具有不可測狀態(tài)的嚴格反饋隨機非線性系統(tǒng)設計輸出反饋控制器.這種非線性觀測器的主要優(yōu)點在于不但可以去掉一般輸出反饋設計中對系統(tǒng)狀態(tài)依賴的非線性函數(shù)的Lipschitz限制條件，而且可以避免傳統(tǒng)線性觀測器所帶來的高增

3、益問題，論文的主要工作都是基于這種方法展開的。
　　 2.結(jié)合自適應Backstepping神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法和非線性觀測器設計技術(shù)，解決了一類具有不可測狀態(tài)的不確定隨機非線性嚴格反饋系統(tǒng)的輸出反饋鎮(zhèn)定問題.通過構(gòu)造一個狀態(tài)四次、參數(shù)二次的Lyapunov函數(shù)，證明了閉環(huán)系統(tǒng)依概率漸近穩(wěn)定，并且這里僅采用一個神經(jīng)網(wǎng)絡補償所有的輸出依賴的未知非線性上界函數(shù)，簡化了現(xiàn)有的一些自適應Backstepping神經(jīng)網(wǎng)絡控制設計方法。

4、　　 3.將自適應Backstepping神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法推廣到隨機非線性時滯系統(tǒng).首先，研究一類具有時變時滯的不確定隨機非線性嚴格反饋系統(tǒng)的輸出反饋鎮(zhèn)定問題，基于圓盤判據(jù)和自適應Backstepping神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法，引入非線性觀測器并最終整合系統(tǒng)所有的輸出依賴的未知上界函數(shù)而僅采用一個神經(jīng)網(wǎng)絡加以補償，從而去掉了要求輸出依賴的非線性上界函數(shù)已知的限制.然后，將這種思想進一步延伸到一類同時具有離散和分布時變時滯的不確定隨機非線性嚴

5、格反饋系統(tǒng)的自適應輸出反饋鎮(zhèn)定問題。
　　 4.將自適應Backstepping神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法延伸到隨機非線性關(guān)聯(lián)大系統(tǒng).首先，采用分散的非線性觀測器估計不可測的系統(tǒng)狀態(tài)，并結(jié)合Backstepping技術(shù)，對每一個子系統(tǒng)引入一個神經(jīng)網(wǎng)絡補償依賴于該子系統(tǒng)輸出所有未知上界函數(shù)，解決了隨機非線性關(guān)聯(lián)大系統(tǒng)的分散鎮(zhèn)定問題.其次，通過構(gòu)造狀態(tài)四次、參數(shù)二次的Lyapunov-Krasovskii泛函，并結(jié)合Young不等式放大技巧將

6、耦合項的作用歸結(jié)到各個子系統(tǒng)中，克服了It(o)項、時滯項以及各子系統(tǒng)間耦合作用給控制器設計帶來的困難，解決了隨機非線性時滯關(guān)聯(lián)大系統(tǒng)的自適應輸出反饋分散鎮(zhèn)定問題。
　　 5.研究了一類未知時變非線性離散時間系統(tǒng)的自適應跟蹤控制問題.結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡逼近技術(shù)和傅里葉級數(shù)展開的方法，將其轉(zhuǎn)化為一類相對簡單的具有未知常值參數(shù)的線性參數(shù)化嚴格反饋系統(tǒng)，進而利用已有的非線性離散時間Backstepping設計方法對新的系統(tǒng)設計自適應控制器，