不確定下三角非線性系統(tǒng)自適應控制.pdf

1、近年來，基于在線逼近的不確定非線性系統(tǒng)自適應控制吸引了廣大學者的研究興趣。本文對不確定下三角非線性系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡自適應跟蹤控制問題進行了研究。主要工作包含以下幾個方面:
　　 1.對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)絡自適應反步動態(tài)面控制設計方法。在控制設計中，應用神經(jīng)網(wǎng)絡逼近系統(tǒng)中的未知函數(shù)設計出虛擬控制律與實際控制律，并使用動態(tài)面控制技術對虛擬控制律進行濾波處理。進一步地，對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)絡自適應反步動態(tài)面控制設計方法。在控制設計中，首先將子系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為具有類仿射的形式，然后應用神經(jīng)網(wǎng)絡逼近子系統(tǒng)中的未知函數(shù)實現(xiàn)虛擬控制律與實際控制律，并使用動態(tài)面控制技術對虛擬控制律進行濾波處理。所提方法降低了控制設計的復雜程度，控制器實現(xiàn)容易，并克服了控制器循環(huán)結(jié)構(gòu)問題。應用Lyapunov穩(wěn)定性、輸入狀態(tài)實際穩(wěn)定性以及小增益定理等對閉環(huán)系統(tǒng)進行了分析，結(jié)果表明閉環(huán)系統(tǒng)所有信號半全局最終有界，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。對所提控制設計方法的有效性進行了仿真驗證。
　　 2.分別對增益均為常數(shù)1與增益未知的不確定嚴反饋非線性系統(tǒng)提出了單一神經(jīng)網(wǎng)絡自適應控制設計方法。在控制設計中，首先設計出系統(tǒng)的虛擬控制律與期望控制律，然后使用一個神經(jīng)網(wǎng)絡在線逼近期望控制律中的未知函數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的實際控制律。進一步地，對一類不確定非仿射純反饋非線性系統(tǒng)設計了單一神經(jīng)網(wǎng)絡自適應控制器。在控制設計中，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，最后通過使用一個神經(jīng)網(wǎng)絡在線逼近期望控制律中的未知函數(shù)將系統(tǒng)的實際控制律實現(xiàn)。根據(jù)所提方法設計的控制器結(jié)構(gòu)簡單，僅包含一個實際控制律與一個自適應律，且可以直接給出。與現(xiàn)有控制器設計方法相比，所有的虛擬控制律只是在理論推導過程中形式地給出，不需要實際實現(xiàn)，因此顯著降低了控制器的復雜性?；贚yapunov穩(wěn)定性、輸入狀態(tài)實際穩(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)值例子與實際工程系統(tǒng)為仿真對象，對所提控制設計方法的有效性進行了驗證。
　　 3.針對存在未知死區(qū)及擾動等情況，對增益均為常數(shù)1與增益未知的不確定嚴反饋非線性系統(tǒng)分別提出了單一神經(jīng)網(wǎng)絡魯棒自適應控制設計方法。在控制設計的中間步驟，首先對子系統(tǒng)中的擾動部分進行補償，然后形式地給出虛擬魯棒控制律。在控制設計的最后一步，首先對子系統(tǒng)中的擾動部分與未知死區(qū)進行補償，給出系統(tǒng)的期望魯棒控制律

6、，然后使用一個神經(jīng)網(wǎng)絡在線逼近期望控制律中的未知函數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的實際控制律。進一步地，對一類不確定非仿射純反饋非線性系統(tǒng)設計了單一神經(jīng)網(wǎng)絡魯棒自適應控制器。在控制設計的中間步驟，首先對子系統(tǒng)中的擾動部分進行補償，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。在控制設計的最后一步，首先對子系統(tǒng)中的擾動部分與未知死區(qū)進行補償，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，最后通過使用一個神經(jīng)網(wǎng)絡逼近期望控制律中的未知函數(shù)將系統(tǒng)的實際