几类p规范型非线性系统的有限时间控制研究

来源 :辽宁科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:huangyq_002
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有限时间控制问题已引起了国内外学者的关注。考虑到p规范型非线性系统模型在实际工程中有着广泛的适用性,所以本文基于backstepping技术研究了几类p规范型非线性系统有限时间控制的5个相关问题。主要创新点如下:1)针对一类p规范型严格反馈非线性系统,提出了一种新的神经自适应精确有限时间镇定方法。所提方法放宽了其它精确有限时间控制文献中对系统未知非线性函数的假设,消除了神经网络逼近误差对系统稳态性能的影响,使得被控系统能够在有限时间内收敛到平衡点而不是平衡点附近的邻域内,且自适应参数估计误差是有界。通过与其它方法的对比仿真研究,可见动态性能指标明显更优,验证了该控制方法的有效性及优越性。2)研究了一类带有外部扰动和输出受限的p规范型严格反馈非线性系统的快速精确有限时间H∞镇定问题。首次将快速精确有限时间H∞控制方法应用于p规范型系统上。设计了一个输出受限快速精确有限时间H∞控制器,它能够保证被控系统是快速精确有限时间稳定,并且系统输出被限制在一个预先给定的界内;与此同时,被控系统能够抑制外部扰动对系统的影响。通过仿真对比研究,验证了该方法的有效性和优越性.3)研究了一类带有外部扰动的非严格反馈p规范型非线性系统的实际有限时间预设性能H∞跟踪控制问题。提出了一种新的预设性能控制器的设计思路,避免了经典预设性能控制设计的不足。所设计的控制器不仅能保证被控系统的跟踪误差可以在任意给定的停息时间内收敛到平衡点的一个预先给定的邻域内,并且能通过系统的H∞性能来抑制外部扰动的影响。特别地,该停息时间与系统初始状态无关。仿真例子验证了所提方法的有效性和优越性。4)针对一类p规范型非线性大系统首次提出了分散神经自适应精确有限时间关联镇定控制方法。对大系统中的各个子系统分别设计了分散精确有限时间控制器,这些控制器能够保证大系统中所有的状态都是精确有限时间稳定的,且整个是关联稳定的。仿真结果验证了所提控制方法的有效性和优越性。5)提出一类p规范型非线性互联大系统在线扩展的分散实际有限时间关联镇定控制方法,即考虑一个新的子系统在线地加入到原大系统中,在保持原系统控制器不变的前提下,设计新加入子系统的控制器,该控制器能够保证新加入的子系统和扩展后的大系统是实际有限时间关联稳定的。除此之外,还解决了实际有限时间控制方法中存在的奇点问题。仿真结果验证所提方法的有效性和优越性。
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