不確定時(shí)滯系統(tǒng)的魯棒自適應(yīng)控制.pdf

1、實(shí)際的控制系統(tǒng)中經(jīng)常存在時(shí)滯現(xiàn)象．而這些時(shí)滯是造成系統(tǒng)不穩(wěn)定和性能變壞的根源．同時(shí)，外界干擾、測(cè)量誤差和建模誤差也會(huì)引起系統(tǒng)的不確定性．所以對(duì)不確定時(shí)滯系統(tǒng)的控制問(wèn)題近年來(lái)得到廣泛的研究．現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)于時(shí)滯系統(tǒng)的控制主要有基于LMI的魯棒控制方法，自適應(yīng)控制方法以及智能控制方法．這幾種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，分別適用于不同的被控對(duì)象．但是把幾種方法結(jié)合在一起的控制方案還未見(jiàn)于文獻(xiàn)．系統(tǒng)的時(shí)滯按照時(shí)滯量的連續(xù)性可劃分為離散時(shí)滯和分布時(shí)滯；按照對(duì)系統(tǒng)

2、的影響可分為狀態(tài)時(shí)滯和輸入時(shí)滯．現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)于含離散時(shí)滯和狀態(tài)時(shí)滯的對(duì)象研究較多，對(duì)于含分布時(shí)滯的對(duì)象研究較少．對(duì)含輸入時(shí)滯的線(xiàn)性系統(tǒng)的控制，現(xiàn)有文獻(xiàn)常用魯棒控制方法，而對(duì)于含輸入時(shí)滯的不確定非線(xiàn)性系統(tǒng)，尚沒(méi)有有效的控制方案．針對(duì)存在的上述問(wèn)題，本文對(duì)于不確定時(shí)滯系統(tǒng)的魯棒控制與自適應(yīng)控制作了一些研究與探索．主要研究?jī)?nèi)容包括： 針對(duì)一類(lèi)變時(shí)滯的不確定線(xiàn)性系統(tǒng)的H∞控制問(wèn)題，提出一種魯棒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案．這個(gè)方案結(jié)合了線(xiàn)性矩陣不等式

3、方法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)方法三種控制策略．采用線(xiàn)性矩陣不等式方法，狀態(tài)反饋被用來(lái)控制系統(tǒng)的常數(shù)部分．神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)方法用來(lái)估計(jì)系統(tǒng)的未知連續(xù)函數(shù)．該控制方案不但保證了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性而且使系統(tǒng)滿(mǎn)足H∞性能指標(biāo)． 針對(duì)一類(lèi)同時(shí)帶有離散與分布時(shí)變時(shí)滯的不確定線(xiàn)性系統(tǒng)的指數(shù)穩(wěn)定問(wèn)題，提出一種魯棒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案．對(duì)于任意滿(mǎn)足條件的不確定性，控制方案不但保證了閉環(huán)系統(tǒng)的Lyapunov穩(wěn)定性，而且在增加了兩個(gè)假設(shè)條件后，可以證明閉環(huán)系統(tǒng)

4、指數(shù)穩(wěn)定．對(duì)于具有多個(gè)離散與分布時(shí)變時(shí)滯的不確定線(xiàn)性系統(tǒng)，同樣可以設(shè)計(jì)控制器，使得閉環(huán)系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定． 對(duì)于帶有輸入時(shí)滯和狀態(tài)時(shí)滯的非線(xiàn)性系統(tǒng)提出一種結(jié)合了后推設(shè)計(jì)，自適應(yīng)控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和滑?？刂频目刂品桨福ㄟ^(guò)狀態(tài)變換，把輸入時(shí)滯系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為無(wú)輸入時(shí)滯的系統(tǒng)．對(duì)轉(zhuǎn)化后的新系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制器，使得新系統(tǒng)的狀態(tài)有界，然后利用轉(zhuǎn)化前后兩個(gè)系統(tǒng)的關(guān)系，證得原系統(tǒng)的狀態(tài)也有界．對(duì)于具有輸入時(shí)滯的Brunovskv系統(tǒng)，證明了閉環(huán)系統(tǒng)輸出跟蹤給定

5、信號(hào)，并且跟蹤誤差指數(shù)衰減到零．神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)方法用來(lái)估計(jì)系統(tǒng)的未知連續(xù)函數(shù)，滑?？刂朴脕?lái)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性．對(duì)于滿(mǎn)足條件的時(shí)滯系統(tǒng)，控制方案保證了閉環(huán)系統(tǒng)半全局一致有界． 對(duì)于帶有輸入時(shí)滯和狀態(tài)時(shí)滯的非線(xiàn)性系統(tǒng)提出一種基于后推設(shè)計(jì)和自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出反饋控制方案．構(gòu)造了濾波器和虛擬狀態(tài)觀(guān)測(cè)器代替不可測(cè)的系統(tǒng)狀態(tài)．通過(guò)狀態(tài)變換，把輸入時(shí)滯系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為無(wú)輸入時(shí)滯的一般系統(tǒng)．對(duì)轉(zhuǎn)化后的新系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制器，使得新系統(tǒng)的狀態(tài)有界，然后利用

6、轉(zhuǎn)化前后兩個(gè)系統(tǒng)的關(guān)系，證得原系統(tǒng)的狀態(tài)也有界．對(duì)于滿(mǎn)足條件的時(shí)滯系統(tǒng)，控制方案保證了閉環(huán)系統(tǒng)半全局一致有界． 考慮一類(lèi)帶有離散和分布時(shí)滯的隨機(jī)高階神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)．通過(guò)設(shè)計(jì)Lyapunov-Krasovskii泛函和隨機(jī)分析，給出了有效的穩(wěn)定性判別條件，它保證了系統(tǒng)在均方意義上全局漸近收斂到平衡點(diǎn)．該條件是以?xún)蓚€(gè)線(xiàn)性矩陣不等式形式給出，利用MatlabLMI工具箱易于驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性．而以往應(yīng)用傳統(tǒng)的矩陣范數(shù)理論(例如M-矩陣方法)需