严格反馈型互联非线性系统分散式跟踪控制方法研究

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随着社会的发展,现代系统在复杂性、非线性和规模等方面都远比过去的系统大得多,单体系统已经不能满足实际工程,取而代之的是由多个子系统耦合而成的互联系统。然而,由于控制系统太大、太复杂,现实世界的控制问题不能通过一次性的方法来解决,所以集中控制方法解决控制问题就变得很困难。在以上种种的困难情况之下,分散式控制方法应运而生。此外,执行器饱和以及时滞等问题也会增加互联系统的不稳定性。因此,本文针对互联非线性时滞系统,结合反演控制技术,设计了分散式自适应跟踪控制策略。主要研究内容如下:(1)首先,针对一类具有未知非线性、未知时滞的互联非线性时滞系统,研究了自适应跟踪控制问题。通过使用极限学习机来处理系统中的未知非线性函数。引入Lyapunov-Krasovskii函数来处理未知时滞。最后结合反演控制技术,提出了一种基于极限学习机的分散式跟踪控制策略。(2)其次,以研究点一为基础,在系统模型中考虑了出现执行器饱和的情况,针对一类具有执行器饱和、未知非线性以及未知时滞的互联非线性时滞系统,首先引入了一个辅助系统,通过辅助系统产生的输出来抵消输入饱和的负面影响。对于未知的非线性函数,采用极限学习机来逼近。最后,本章所设计的控制策略能够保证所有的闭环信号最终一致有界。(3)最后,在研究点二的基础之上,在系统模型中增加了全状态约束,针对一类具有全状态约束的互联非线性时滞系统,在存在输入饱和、全状态约束、未知非线性以及未知时滞的情况下,设计了只有一个自适应参数的有限时间跟踪控制器。本章利用辅助控制信号的增广函数消除了输入饱和的影响。然后引入非线性状态相关函数来处理全状态约束。本章所设计的控制策略能够有效地跟踪参考信号,并且保证跟踪误差在有限时间内收敛到原点附近的很小领域内。
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