不確定非線性大系統(tǒng)分散自適應(yīng)模糊控制算法與應(yīng)用研究.pdf

1、過去三十年是非線性系統(tǒng)控制設(shè)計取得巨大發(fā)展的時期。因為自然世界真實的系統(tǒng)既是非線性的，又是不確定的，因此非線性控制的研究，特別是自適應(yīng)智能控制的研究正受到越來越多的重視，并成為近年來國際上的研究熱點。此外，由于子系統(tǒng)之間的信息交換有時在物理上無法實現(xiàn)，并由于缺少與一些單一集中控制器相應(yīng)的足夠計算能力，在這種復(fù)雜情況之下分散控制技術(shù)可能需要優(yōu)先使用。
　　 本論文通過系統(tǒng)性地組合Lyapunov函數(shù)設(shè)計法、反饋線性化方法、分散控制

2、技術(shù)和模糊控制技術(shù)等，以求在一定程度上促進(jìn)控制科學(xué)的深入并為一些實際工程問題提供更好的解決方案。本文的主要創(chuàng)新工作如下：
　　 (1)針對SISO仿射非線性大系統(tǒng)提出了兩種新的基于觀測器的分散間接自適應(yīng)模糊控制(IAFC)方案，確保了關(guān)聯(lián)IAFC系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定。其中一控制方案基于H∞跟蹤技術(shù)和模糊自適應(yīng)觀測器得到，另一控制方案基于魯棒控制技術(shù)、模糊系統(tǒng)和線性狀態(tài)觀測器得到。
　　 (2)針對SISO非仿射非線性大系統(tǒng)提出

3、了兩種新的基于觀測器的分散直接自適應(yīng)模糊控制(DAFC)方案，確保了關(guān)聯(lián)DAFC系統(tǒng)的跟蹤誤差收斂于零，或收斂于原點的一個小的鄰域內(nèi)。其中一控制方案基于模糊系統(tǒng)、H∞跟蹤技術(shù)和線性誤差觀測器得到，另一控制方案基于模糊系統(tǒng)、奇異擾動技術(shù)和高增益觀測器得到。
　　 (3)針對三類SISO非線性大系統(tǒng)，通過引進(jìn)加權(quán)因子把IAFC和DAFC相加提出了三種新的分散雜合自適應(yīng)模糊控制(HAFC)方法，以便同時融合被控對象知識和控制規(guī)則。其中

4、第一控制方案采取完全的狀態(tài)反饋，HAFC系統(tǒng)具有漸近穩(wěn)定的性質(zhì)；第二控制方案采取了輸出反饋，HAFC系統(tǒng)的跟蹤誤差收斂于原點的可調(diào)鄰域內(nèi)；第三控制方案是基于協(xié)作的分散輸出反饋控制設(shè)計，尤其考慮了任意強的非匹配關(guān)聯(lián)項，被控對象的跟蹤誤差始終在原點的可調(diào)鄰域內(nèi)。
　　 (4)針對一類MIMO非線性大系統(tǒng)提出了一種新的分散間接自適應(yīng)狀態(tài)反饋模糊控制器和一種新的分散雜合自適應(yīng)輸出反饋模糊控制器，并在它們各自的同一個設(shè)計框架下運用正則逆矩

5、陣處理了控制器的奇異性問題。兩個閉環(huán)MIMO系統(tǒng)被證明是漸近穩(wěn)定的。
　　 (5)集中研究了所提自適應(yīng)模糊控制算法在幾個重要工程問題中更為成功的應(yīng)用。這些問題包括但不限于：自動公路系統(tǒng)車輛縱向跟隨的分散輸出反饋控制、連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器的溫度分散輸出反饋H∞控制、機器手和兩足行走機器人的分散輸出反饋控制。
　　 本文對所提控制算法與現(xiàn)有相關(guān)算法作了詳細(xì)的比較，結(jié)果表明提出的分散自適應(yīng)模糊控制器具有適用性更強、性能更加優(yōu)越、設(shè)