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控制增益符号未知的鲁棒自适应模糊控制研究

近年来,基于模糊建模的不确定非线性系统的鲁棒自适应控制一直是智能控制研究的热点之一。本文就此领域的相关问题展开系列研究。首先,针对一类具有未知函数控制增益的不确定非线性系统,根据滑模控制原理,利用具有非线性可调参数的模糊系统的逼近性质,提出了两种直接自适应模糊控制器的设计方案。第一种方案利用积分型李亚普诺夫函数来证明系统的稳定性,并取消了对控制增益一阶导数上界已知的要求。第二种方案定义了调制函数,并引入了边界层划分机制,保证模糊逼近仅在给定的闭区域上起作用。两种方法均引入了最优逼近误差的自适应补偿项,并利用Nussbaum函数的性质,取消了控制增益符号已知这一条件。通过理论分析,证明了闭环控制系统的所有信号有界,跟踪误差收敛到零。其次,分别针对带有未知死区模型的且具有未知函数控制增益的不确定SISO/MIMO非线性系统,利用二型模糊系统的逼近能力,分别提出了变结构自适应模糊控制方法。通过引入了死区模型的简化形式及自适应调节机制,  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
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非线性系统鲁棒自适应模糊控制研究

通常,现实世界的非线性被控对象不可避免地存在诸多不确定,包括结构不确定、参数不确定和外界不确定。自适应和鲁棒控制是处理这些不确定的两种主要手段,并且已经取得令人瞩目的研究进展。但是,传统的自适应和鲁棒控制对非线性参数化不确定的处理能力有限,并且对未建模动态和外部干扰的抑制容易导致控制器的保守设计。自适应模糊控制是一类基于函数逼近的非线性自适应控制,其不仅能够放宽关于被控对象不确定类型的限制,而且可以利用语言信息初始化模糊模型,此外生成的模糊规则还具有可解释性强的特点。近年来,自适应模糊控制已经发展成为解决不确定非线性系统控制问题的重要手段,并且在诸多实际被控对象中获得了成功应用。本课题针对一类存在结构、参数和外界不确定的仿射非线性系统,以反馈线性化方法、Lyapunov综合法、H∞控制技术等为主要工具,研究了具有渐近或H∞跟踪性能且具备工程应用价值的鲁棒自适应模糊控制器(adaptive fuzzy controller, AF...  (本文共129页) 本文目录 | 阅读全文>>

扬州大学
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基于后推设计的鲁棒自适应模糊控制研究

后推设计作为非线性系统自适应控制的重要手段,越来越受到人们的重视。本论文主要研究了具有摄动的单输入单输出(SISO)、多输入多输出(MIMO)严格反馈非线性系统,纯反馈非线性系统以及具有未知虚拟控制增益的时滞非线性系统的鲁棒自适应控制器设计问题。论文基于后推设计方法,以李亚普诺夫稳定、模糊逼近、自适应控制、鲁棒控制等理论为基础对非线性系统进行分析与设计。主要内容如下:首先,针对一类具有摄动的严格反馈非线性系统,基于后推设计方法,利用线性可调参数模糊系统的逼近能力,引入连续鲁棒控制项,提出了一种新的直接自适应方案。利用李亚普诺夫方法,证明闭环系统是半全局一致终结有界的且跟踪误差收敛到一个小的残差集内。在该方案中,通过引入连续鲁棒项来抑制系统的外来干扰或未建模动态,不但增强了系统的鲁棒性,而且增加了系统设计的灵活性;在自适应律中利用了leakage项以防止参数漂移;另外,引进最优逼近误差自适应补偿项,进一步改善了控制系统的性能。然后...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

扬州大学
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具有执行机构非线性的稳定自适应模糊控制研究

对于具有执行机构非线性特性的不确定非线性系统的自适应控制研究,是智能控制领域的研究热点之一。本文就此领域的相关问题展开系列研究。第一,针对一类非仿射非线性系统,利用隐函数定理和泰勒公式,将系统由非仿射型转变为仿射型,然后基于变结构控制原理,并运用模糊逻辑系统对未知函数进行在线逼近,提出了一种具有监督控制器的自适应模糊控制方法。该方法在考虑到外界干扰的情况下,通过监督控制器保证闭环系统所有信号有界,进一步通过引入最优逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差的影响。通过Lyapunov方法,证明了跟踪误差收敛到零。第二,首先针对一类具有未知类反斜线回滞的非线性SISO系统,基于变结构控制原理,利用模糊逻辑系统对未知函数进行在线逼近,提出了具有监督控制器的自适应模糊控制器设计方案。该方案首先通过监督控制器保证闭环系统的稳定性,由此确定出建模的有界区域,然后再通过引入最优逼近误差的自适应补偿项,保证跟踪误差收敛到零的一个邻域。其次,将上述结...  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

非仿射非线性不确定系统的自适应模糊控制研究及应用

非仿射非线性系统广泛存在于现实生活中,考虑到实际系统通常具有不确定性,控制非仿射非线性不确定系统是一项创新而又富有挑战性的课题,具有重要的理论意义和应用价值。围绕这一课题,基于模糊逻辑系统的万能逼近特性,系统化地研究了几类非仿射非线性系统的自适应模糊控制方法。针对一类单输入单输出非仿射非线性不确定系统,分别设计自适应模糊状态反馈控制器和输出反馈控制器。在系统状态可测的情况下,用模糊逻辑系统逼近未知函数,模糊参数采用σ自适应律,给出参数的有界性证明,引入鲁棒控制项来消除模糊逻辑系统的逼近误差和系统的外界干扰,使得闭环系统跟踪误差收敛到零。为了抑制控制的抖振性,鲁棒控制项中引入双曲正切函数,设计了与之匹配的自适应参数调整律,并证明了闭环系统所有信号一致最终有界,跟踪误差收敛到零的一个邻域。将算法应用到Duffing-Holmes混沌系统、Sprott电路系统、Genesio混沌系统,验证了算法的有效性。在系统状态不可测的情况下,构造...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

不确定非线性大系统分散自适应模糊控制算法与应用研究

过去三十年是非线性系统控制设计取得巨大发展的时期。因为自然世界真实的系统既是非线性的,又是不确定的,因此非线性控制的研究,特别是自适应智能控制的研究正受到越来越多的重视,并成为近年来国际上的研究热点。此外,由于子系统之间的信息交换有时在物理上无法实现,并由于缺少与一些单一集中控制器相应的足够计算能力,在这种复杂情况之下分散控制技术可能需要优先使用。本论文通过系统性地组合Lyapunov函数设计法、反馈线性化方法、分散控制技术和模糊控制技术等,以求在一定程度上促进控制科学的深入并为一些实际工程问题提供更好的解决方案。本文的主要创新工作如下:(1)针对SISO仿射非线性大系统提出了两种新的基于观测器的分散间接自适应模糊控制(IAFC)方案,确保了关联IAFC系统的渐近稳定。其中一控制方案基于H_∞跟踪技术和模糊自适应观测器得到,另一控制方案基于鲁棒控制技术、模糊系统和线性状态观测器得到。(2)针对SISO非仿射非线性大系统提出了两种...  (本文共199页) 本文目录 | 阅读全文>>