带有未建模动态的非线性系统的自适应控制研究

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随着经济和科技的发展与进步,人们对控制系统的要求不断提高,带有未建模动态的自适应控制受到了控制工作者广泛的关注。未建模动态在实际系统中广泛存在。若将其忽略,它会使得控制器的实际控制效果达不到理想的要求,甚至可能造成系统振荡或发散。在未建模动态满足输入状态渐近稳定条件下,通过引入一种可量测的动态信号克服未建模动态是解决方法之一。本文对一类带有未建模动态的非线性系统,结合后推设计方法、动态面技术、神经网络、自适应控制、输出反馈控制等理论,提出了几种自适应神经网络控制方案。主要工作如下:第一,对一类带有未建模动态的时变时滞非线性严格反馈系统,提出了一种自适应后推控制方法。利用神经网络逼近未知函数,并通过引入一种可量测的动态信号克服未建模动态,选取适当的Lyapunov-Krasovskii泛函补偿未知时变时滞不确定项。与现有成果相比,该方案针对的系统模型更具有一般性,放宽了系统动态扰动的假设条件,减少了在线调节参数的数量,降低了设计的复杂性。理论分析证明了该自适应控制方案能够保证整个闭环系统是半全局一致终结有界的。第二,对一类含有未建模动态且增益符号未知的非线性严格反馈系统,基于后推设计原理,提出了一种自适应神经网络控制方案。该方案通过引入一种可量测的动态信号克服了未建模动态;利用Nussbaum函数的性质和神经网络的逼近能力,解决了控制方向未知和控制增益函数未知的问题;引入积分型Lyapunov函数,避免了设计过程中因未知时变增益函数可能引起的奇异问题。理论分析证明,整个闭环系统是半全局一致终结有界的。第三,对一类带有未建模动态的纯反馈非线性系统,提出一种自适应动态面控制方法。利用神经网络逼近未知函数,并通过引入一种动态信号克服未建模动态。与现有成果相比,该方案简化了对未建模动态的处理过程,取消了神经网络逼近误差有界的假设。理论分析证明了该自适应控制方法能够保证闭环系统是半全局一致终结有界的。第四,对一类带有未建模动态且系统状态不可测的非线性系统,提出了一种自适应动态面控制方法。利用神经网络逼近未知函数,设计滤波器估计系统不可测的状态,并通过引入一种可量测的动态信号克服未建模动态,同时引入动态面技术避免过参数化问题.与现有成果相比,该方案中的系统模型更具有一般性,实现了渐近跟踪控制,减少了在线调节参数的数量,降低了设计的复杂性。理论分析证明了该自适应动态面控制方案能够保证整个闭环系统是半全局一致终结有界的。
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