一類非線性級聯(lián)反饋系統(tǒng)的魯棒自適應(yīng)控制.pdf

1、鑒于需要控制的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和高不確定性，許多可靠模型都不能在高性能的工程應(yīng)用中使用。面對如此高的系統(tǒng)的不確定性，使用魯棒控制不可避免的會(huì)犧牲系統(tǒng)的性能，而自適應(yīng)控制會(huì)取得較好的效果，因?yàn)槠淠軌蜻m應(yīng)系統(tǒng)的不確定性，并在一定程度上提高系統(tǒng)性能。魯棒控制器內(nèi)部的反饋控制規(guī)律使用固定的常數(shù)來維持系統(tǒng)的魯棒性能，和有固定增益的魯棒控制器相比，自適應(yīng)控制器直接或間接的調(diào)節(jié)反饋增益來維持閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且在面對系統(tǒng)不確定性時(shí)提高系統(tǒng)的性能。具

2、體來說，間接自適應(yīng)控制器采用參數(shù)更新律來識別未知的系統(tǒng)參數(shù)，并通過調(diào)節(jié)反饋增益來適應(yīng)系統(tǒng)變化，而直接自適應(yīng)控制器則是通過直接調(diào)節(jié)控制器增益來適應(yīng)系統(tǒng)變化。本文結(jié)合魯棒控制和自適應(yīng)控制，對含有不確定性的非線性系統(tǒng)進(jìn)行控制。
　　本文針對有半嚴(yán)格反饋形式的一類非線性特殊系統(tǒng)提出了一種基于魯棒H∞的自適應(yīng)反演控制方法，保證了系統(tǒng)是輸出穩(wěn)定的。在實(shí)際應(yīng)用中，這類系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是第一個(gè)子系統(tǒng)是線性不確定系統(tǒng)，因而很自然的將H∞方法引入到反演

3、步驟中來，能同時(shí)保證系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性和魯棒性能。而后，在每一步設(shè)計(jì)中，為了應(yīng)對未建模非線性和外部擾動(dòng)，虛擬控制信號被設(shè)計(jì)成一個(gè)補(bǔ)償項(xiàng)和一個(gè)魯棒項(xiàng)，并用投影自適應(yīng)方法用來跟蹤系統(tǒng)中的未知參數(shù)。最后，通過李雅普諾夫的框架，提出的控制方法能夠保證：1）系統(tǒng)的信號是一致有界的，并且通過選擇合適的控制參數(shù)能夠收斂到一任意小的緊集；2）如果經(jīng)過一段時(shí)間，系統(tǒng)僅遭受參數(shù)不確定性，即外界擾動(dòng)以及未建模動(dòng)態(tài)消失，系統(tǒng)的輸出將漸近收斂于0；3）閉環(huán)系統(tǒng)的L2

4、性能。
　　最后，本文作為一個(gè)應(yīng)用研究，在考慮半車模型的振動(dòng)控制的同時(shí)，將執(zhí)行器的液壓模型考慮進(jìn)來，得到一個(gè)由主動(dòng)懸架子系統(tǒng)和液壓子系統(tǒng)的級聯(lián)而成的控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中，首先通過對主動(dòng)懸架子系統(tǒng)運(yùn)用H∞控制實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)控制，在盡可能減小車身垂直位移和俯仰角加速度的情況下，使得在整個(gè)時(shí)域上滿足懸架行程約束，執(zhí)行器飽和，輪胎動(dòng)靜載荷比的硬實(shí)時(shí)約束；然后對于液壓子系統(tǒng)，通過自適應(yīng)控制對不確定參數(shù)彈性模量βe設(shè)計(jì)了參數(shù)更新律，并設(shè)計(jì)控制輸入u來