具有執(zhí)行機(jī)構(gòu)非線性的穩(wěn)定自適應(yīng)模糊控制研究.pdf

1、對(duì)于具有執(zhí)行機(jī)構(gòu)非線性特性的不確定非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)控制研究，是智能控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文就此領(lǐng)域的相關(guān)問題展開系列研究。 第一，針對(duì)一類非仿射非線性系統(tǒng)，利用隱函數(shù)定理和泰勒公式，將系統(tǒng)由非仿射型轉(zhuǎn)變?yōu)榉律湫?，然后基于變結(jié)構(gòu)控制原理，并運(yùn)用模糊邏輯系統(tǒng)對(duì)未知函數(shù)進(jìn)行在線逼近，提出了一種具有監(jiān)督控制器的自適應(yīng)模糊控制方法。該方法在考慮到外界干擾的情況下，通過監(jiān)督控制器保證閉環(huán)系統(tǒng)所有信號(hào)有界，進(jìn)一步通過引入最優(yōu)逼近誤差的自

2、適應(yīng)補(bǔ)償項(xiàng)來消除建模誤差的影響．通過Lyapunov方法，證明了跟蹤誤差收斂到零． 第二，首先針對(duì)一類具有未知類反斜線回滯的非線性SISO系統(tǒng)，基于變結(jié)構(gòu)控制原理，利用模糊邏輯系統(tǒng)對(duì)未知函數(shù)進(jìn)行在線逼近，提出了具有監(jiān)督控制器的自適應(yīng)模糊控制器設(shè)計(jì)方案。該方案首先通過監(jiān)督控制器保證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，由此確定出建模的有界區(qū)域，然后再通過引入最優(yōu)逼近誤差的自適應(yīng)補(bǔ)償項(xiàng)，保證跟蹤誤差收斂到零的一個(gè)鄰域。其次，將上述結(jié)果推廣到非線性MIM

3、O耦合系統(tǒng)，提出了一種分散自適應(yīng)模糊控制方案。對(duì)每一個(gè)子系統(tǒng)，僅通過子系統(tǒng)的自身信息在線調(diào)節(jié)模糊系統(tǒng)的可調(diào)參數(shù)、增益，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)動(dòng)態(tài)不確定性及建模誤差進(jìn)行自適應(yīng)補(bǔ)償。通過李亞普諾夫方法，證明了跟蹤誤差收斂到零的一個(gè)鄰域內(nèi)。 第三，針對(duì)具有未知死區(qū)模型的兩種結(jié)構(gòu)不同的系統(tǒng)，分別提出了魯棒自適應(yīng)模糊控制方案。首先，針對(duì)一類嚴(yán)格反饋的SISO時(shí)滯非線性系統(tǒng)，基于模糊系統(tǒng)的逼近能力、后推設(shè)計(jì)方法和修改的積分型李亞普諾夫函數(shù)，運(yùn)用簡化死

4、區(qū)模型及Nussbaum函數(shù)的性質(zhì)，提出了一種自適應(yīng)控制方案。該方法不需要控制增益符號(hào)的先驗(yàn)知識(shí)且取消了和死區(qū)參數(shù)已知的條件。此外，該方法通過引入逼近誤差的自適應(yīng)補(bǔ)償項(xiàng)來消除建模誤差和參數(shù)估計(jì)誤差的影響。理論分析證明了閉環(huán)系統(tǒng)分別是半全局一致終結(jié)有界。其次，研究了一類具有死區(qū)的MIMO非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定跟蹤問題，提出了相應(yīng)的具有監(jiān)督控制器的控制方案，并從理論證明了閉環(huán)系統(tǒng)分別是全局一致終結(jié)有界。 第四，針對(duì)具有未知非線性死區(qū)輸入的

5、線性/非線性系統(tǒng)，分別提出了相應(yīng)的模糊控制方案。首先，針對(duì)一類具有未知非線性死區(qū)的SlSO非線性系統(tǒng)，基于滑模控制原理，利用模糊系統(tǒng)的逼近能力，提出了一種自適應(yīng)模糊控制方案。該方法利用一種簡化非線性死區(qū)輸入模型，取消了非線性死區(qū)輸入模型的傾斜度相等以及死區(qū)邊界對(duì)稱的條件。此外，該方法還取消了非線性死區(qū)輸入模型各種參數(shù)已知的條件。該方案通過引入逼近誤差的自適應(yīng)補(bǔ)償項(xiàng)來消除建模誤差和參數(shù)估計(jì)誤差的影響。通過李亞普諾夫綜合方法，證明了閉環(huán)系統(tǒng)

6、半全局一致終結(jié)有界，跟蹤誤差收斂到零。其次，研究了一類線性時(shí)滯大系統(tǒng)的穩(wěn)定控制問題，提出了相應(yīng)的自適應(yīng)控制方案。最后，研究了一類具有狀態(tài)時(shí)滯和未知非線性死區(qū)輸入時(shí)滯的不確定系統(tǒng)的模糊控制問題，利用并行分配補(bǔ)償?shù)乃枷?，提出了一種狀態(tài)反饋模糊控制器，并基于線性不等式(LMI)，通過構(gòu)造合適的Lyapunov-Krasovskii函數(shù)，給出了狀態(tài)反饋模糊控制增益存在的充分條件。理論分析證明了閉環(huán)系統(tǒng)是漸近穩(wěn)定的。第五，研究了一類具有死區(qū)飽和輸