检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：李正山东科技大学

学位级别：硕士

在实际的非线性控制系统中常常存在很多不确定性，例如外部扰动、执行器故障及磁滞现象，它们对控制系统稳定性造成很大影响，易导致系统性能下降。此外，相比于时间趋于无穷大时的稳定性能，有限时间稳定性往往具有更高的应用价值。研... 详细信息

在实际的非线性控制系统中常常存在很多不确定性，例如外部扰动、执行器故障及磁滞现象，它们对控制系统稳定性造成很大影响，易导致系统性能下降。此外，相比于时间趋于无穷大时的稳定性能，有限时间稳定性往往具有更高的应用价值。研究表明，有限时间稳定的系统具有更好的鲁棒性能和抗干扰能力。目前，对不确定非线性系统的有限时间控制问题的相关研究已经取得一定成果，然而针对具有输入输出磁滞的非线性系统的有限时间控制问题还有待进一步探讨和研究。　　本文针对几类不确定非线性系统，利用神经网络、模糊逻辑系统、自适应控制、事件触发控制等方法，研究其在输入输出磁滞条件下的有限时间控制和事件触发控制问题，提出了一些有效的控制方案。本文的主要研究内容如下:　　1.研究了一类具有Bouc-Wen磁滞输入的非严格反馈随机非线性系统的自适应神经网络有限时间控制问题。首先采用Bouc-Wen模型捕获磁滞现象作为系统输入，然后利用RBF神经网络以任意精度对未知非线性项逼近，对神经网络的权值和误差相关变量设计自适应律进行在线逼近调节。其次，结合Backstepping技术与自适应控制方法，设计了自适应控制器，保证了系统的有限时间均方稳定性。最后通过数值仿真例子，验证了所提设计方案的有效性。　　2.针对一类具有动态扰动和磁滞输出的非线性系统，研究了自适应神经网络有限时间控制问题。首先，引入严格递增的光滑函数，借助于变量变换法解决了输出磁滞中状态变量无法被测量的问题。然后，采用神经网络来估计系统中的未知非线性函数，为了解决输出约束问题，引入障碍Lyapunov函数，保证了跟踪误差满足预定的约束条件。进一步，基于新的有限时间稳定性判据，设计了自适应有限时间控制器，保证了系统跟踪性能。最后，通过仿真算例验证了所提方案的有效性。　　3.针对一类具有外部干扰和磁滞输出的非线性系统，研究了系统快速有限时间自适应模糊控制问题。首先，在虚拟控制器中引入光滑函数，补偿了未知的外部干扰。在快速有限时间稳定性判据下，基于模糊逼近理论和自适应控制方法，提出了自适应快速有限时间模糊控制方案。在设计过程中，将线性项和分数项纳入到控制器和自适应律中，保证了闭环系统的快速有限时间稳定性。最后，仿真算例验证了所提方案的有效性。　　4.研究了具有输出磁滞的非严格反馈非线性系统的自适应事件触发控制问题。针对自适应模糊逻辑系统/神经网络控制及Backstepping过程中的参数计算量大，现实系统控制中的通信负担大的问题，设计了相应的相对阈值事件触发控制策略。事件触发机制的使用，使得控制输入不再持续更新，从而节约了通信资源。结合Lyapunov稳定性和backstepping技术，从理论上证明了闭环非线性系统中的所有信号都是有界的，在输出约束下，跟踪误差被驱动到原点的一个小邻域。仿真结果验证了所提策略的有效性。

关键词：不确定非线性系统自适应神经网络有限时间控制事件触发控制

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高阶非线性系统的自适应输出跟踪

高阶非线性系统的自适应输出跟踪

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作者：石太宾郑州大学

学位级别：硕士

本文主要研究了一类高阶不确定非线性系统的自适应输出跟踪问题.本文基于Lyapunov稳定性理论,应用修正的加幂积分器技巧和Backstepping递归方法,为具有自适应输出跟踪的高阶非线性系统所设计的光滑自适应控制器,使得闭环系统全局稳定并... 详细信息

本文主要研究了一类高阶不确定非线性系统的自适应输出跟踪问题.本文基于Lyapunov稳定性理论,应用修正的加幂积分器技巧和Backstepping递归方法,为具有自适应输出跟踪的高阶非线性系统所设计的光滑自适应控制器,使得闭环系统全局稳定并达到了实际输出跟踪.所举数值例子验证了设计方法的有效性.

关键词：不确定非线性系统自适应输出跟踪 Backstepping

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带时滞非线性系统的鲁棒自适应观测器

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河南理工大学学报（自然科学版） 2016年第5期35卷 749-752页

作者：宋全轩仝卫卫牛海峰河南省锅炉压力容器安全检测研究院河南郑州450016 河南理工大学数学与信息科学学院河南焦作454000

针对带未知时滞的非线性系统进行讨论,通过一个对Barbalat’s引理和一个激发持续性结果的合适扩展性结论,结合关于扰动和时变参数的状态输入稳定性理论,给出了一个鲁棒自适应观测器.

关键词：不确定非线性系统非线性观测器持续激发鲁棒自适应估计.

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一类不确定非完整移动机械臂的鲁棒镇定

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控制与决策 2006年第11期21卷 1289-1292,1297页

作者：吴玉香胡跃明华南理工大学自动化科学与工程学院广州510641

讨论了一类带有未知惯性参数,未建模动态及外界干扰的非完整动力学系统的鲁棒镇定问题.基于滑模控制思想及非完整运动学系统的镇定策略,给出了该类系统的鲁棒镇定方法.将其用于一类不确定非完整移动机械臂的鲁棒镇定分析,仿真结果验证... 详细信息

讨论了一类带有未知惯性参数,未建模动态及外界干扰的非完整动力学系统的鲁棒镇定问题.基于滑模控制思想及非完整运动学系统的镇定策略,给出了该类系统的鲁棒镇定方法.将其用于一类不确定非完整移动机械臂的鲁棒镇定分析,仿真结果验证了所提出控制方法的正确有效性.

关键词：非完整约束不确定非线性系统鲁棒镇定移动机械臂

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连续搅拌釜式反应器的自耦比例–积分–微分控制

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控制理论与应用 2022年第6期39卷 1065-1070页

作者：白家赞曾喆昭长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114

针对一类参数不确定的连续搅拌釜式反应器,使用了一种与被控对象无关的自耦比例–积分–微分(autocoupling proportional-integral-differential,ACPID)控制方法.该方法将系统内部所有不确定因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总... 详细信息

针对一类参数不确定的连续搅拌釜式反应器,使用了一种与被控对象无关的自耦比例–积分–微分(autocoupling proportional-integral-differential,ACPID)控制方法.该方法将系统内部所有不确定因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总扰动为激励的受控误差系统,并根据ACPID镇定规则建立了连续搅拌釜式反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)的ACPID控制系统.理论分析了ACPID控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真结果表明了ACPID控制系统的有效性,在CSTR稳态调节控制领域具有重要的应用价值.

关键词：连续搅拌釜式反应器不确定非线性系统自耦PID控制鲁棒稳定性抗扰动鲁棒性

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基于非线性干扰观测器的L_2滤波反步控制

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中南大学学报（自然科学版） 2014年第8期45卷 2640-2647页

作者：贾鹤鸣宋文龙东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

针对一类多输入多输出高阶不确定非线性系统,提出一种基于非线性干扰观测器的L2滤波反步控制方法。利用非线性干扰观测器对系统的未知复合干扰进行在线估计,基于李雅普诺夫稳定性理论设计指令滤波反步控制器,避免常规反步法由于对虚拟... 详细信息

针对一类多输入多输出高阶不确定非线性系统,提出一种基于非线性干扰观测器的L2滤波反步控制方法。利用非线性干扰观测器对系统的未知复合干扰进行在线估计,基于李雅普诺夫稳定性理论设计指令滤波反步控制器,避免常规反步法由于对虚拟控制迭代求导造成控制器复杂的问题,设计L2干扰抑制鲁棒控制器减弱了观测器误差对控制精度带来的影响。针对某三阶不确定非线性系统进行仿真验证。研究结果表明:非线性干扰观测器能够有效估计系统的复合扰动,且L2干扰抑制方法能够在观测器存在误差时提高控制精度。

关键词：不确定非线性系统滤波反步法非线性干扰观测器 L2干扰抑制

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非线性时滞系统的保性能分析及H∞鲁棒控制

非线性时滞系统的保性能分析及H∞鲁棒控制

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作者：李贤陕西师范大学

学位级别：硕士

不确定非线性时滞系统作为最一般的系统广泛存在于现实世界中,非线性是普遍存在的,时滞是一般系统所固有的,而不确定性又是不可避免的,因此对不确定非线性系统的稳定分析及其控制研究具有重要的理论意义和迫切的实际需要。近年来,奇异... 详细信息

不确定非线性时滞系统作为最一般的系统广泛存在于现实世界中,非线性是普遍存在的,时滞是一般系统所固有的,而不确定性又是不可避免的,因此对不确定非线性系统的稳定分析及其控制研究具有重要的理论意义和迫切的实际需要。近年来,奇异系统和中立系统由于在实际控制问题中发挥着越来越重要的作用,受到了众多学者的广泛关注,许多常规系统的有关结论都相继成功的推广到了奇异系统和中立系统。但是,由于它们系统自身结构的复杂性,使得对奇异系统和中立系统的性能分析及鲁棒H∞控制的研究仍处于初级摸索阶段。目前,将鲁棒控制的研究一般分为两类:一类是以分析寻求系统的鲁棒稳定和鲁棒镇定性条件,如鲁棒控制理论;一类是以某种性能指标的优化为目的的控制律的设计,如鲁棒H∞滤波器的设计、保性能控制理论、H∞控制理论。本文主要针对当前非线性时滞系统的保性能控制和鲁棒H∞控制研究现状,在已有的结论的基础上,基于经典的Lyapunov稳定性理论,运用LMI（linear matrixinequality）的方法和GA（genetic algorithm）方法,进一步探讨了一类非线性时滞中立系统、非线性时滞奇异系统的保性能控制和非线性时滞中立系统的鲁棒H∞控制问题。其主要内容如下: （1）综合非线性时滞系统和中立时滞系统的保性能研究成果,对于给定的性能函数及所容许的不确定,设计一个无记忆状态反馈控制律使得闭环系统是渐进稳定的,利用φ-Procedure lemma相对简单的解决了一类带有(B+△B（t）)f（·）非线性扰动函数系统的无记忆状态反馈保性能控制律问题,最后应用LMI的方法给出了次最优保性能控制律的设计方法,并通过一个算例说明此方法的可行性。（2）综合非线性时滞系统和奇异时滞系统的保性能研究成果,针对一类在控制输入中带时变时滞,同时非线性函数带有不确定项的非线性时滞奇异系统,给出了设计保性能控制律的一个充分条件,基于LMI并设计了次最优保性能控制律。最后用数值算例说明结论的可行性。（3）探讨了具有时变时滞非线性中立系统的鲁棒H∞控制问题。通过利用Lyapunov稳定性理论和GA法,给出了设计非线性时滞中立系统的鲁棒H∞控制律的充分条件,并利用LMI给出了次最优鲁棒H∞控制律设计方法,用数值算例进一步验证了方法的可行性。

关键词：不确定非线性系统时滞中立系统线性矩阵不等式保性能鲁棒H_∞控制

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一类不确定非线性时滞系统的输出反馈控制

一类不确定非线性时滞系统的输出反馈控制

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作者：万强东南大学

学位级别：硕士

在实际控制系统中,非线性、参数不确定性以及时滞等因素对控制系统的性能具有显著的影响。因此,研究不确定非线性时滞系统的输出反馈控制问题具有重要的理论意义和实际工程应用价值。本文基于Lyapunov稳定性理论、齐次系统理论,增加幂... 详细信息

在实际控制系统中,非线性、参数不确定性以及时滞等因素对控制系统的性能具有显著的影响。因此,研究不确定非线性时滞系统的输出反馈控制问题具有重要的理论意义和实际工程应用价值。本文基于Lyapunov稳定性理论、齐次系统理论,增加幂积分法,动态增益技术并结合齐次占优思想,研究了不确定非线性时滞系统的全局输出反馈控制和自适应输出反馈控制问题。本文的主要工作包括以下几个方面:(1)研究了一类输出函数未知的非线性时滞系统全局输出反馈控制问题。系统的非线性时滞项满足下三角齐次增长条件。构造了与输出函数无直接关联的全维观测器,并利用增加幂积分法设计输出反馈控制器。基于齐次占优思想,在控制器和观测器中引入比例增益。通过构造适当的Lyapunov-Krasovskill泛函,并选取合适比例增益能够保证整个闭环系统全局渐近稳定。最后,进一步将结果推广至非线性项满足上三角齐次增长条件。数值仿真验证了所提出控制算法的有效性。(2)考虑了一类不确定非线性时滞系统的全局输出反馈控制问题。该系统同时含有高阶非线性项和低阶非线性项。首先,针对标称系统利用增加幂积分法设计了状态反馈控制器,并构造了两个独立的齐次观测器分别处理系统的高阶和低阶非线性项。然后,给出基于观测器的输出反馈控制器。在对原系统进行等价变换后,通过选取适当的Lyapunov-Krasovskill泛函和比例增益,可以保证整个闭环系统是全局渐近稳定的。最后,进一步将结果推广至非线性时滞项满足上三角齐次增长条件。将提出的控制算法应用到一类具有时滞反馈的动力控制系统中,通过仿真验证了该算法的有效性。(3)针对一类非线性项满足齐次增长条件,但增长率未知的非线性时滞系统,基于动态增益技术构造了增益在线自动更新的动态双增益观测器。首先,利用增加幂积分法设计了输出反馈控制器。然后,根据齐次占优思想和齐次系统理论,设计增益的自适应律。最后,通过构造适当的Lyapunov-Krasovskill泛函,并结合Barbalat引理证明整个闭环系统的所有信号有界,且系统状态全局渐近收敛至平衡点。仿真结果表明了所提出控制算法的有效性。

关键词：不确定非线性系统时滞输出反馈增加幂积分法齐次占优

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基于命令滤波器的严格反馈非线性系统自适应最优控制研究

基于命令滤波器的严格反馈非线性系统自适应最优控制研究

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作者：李春扬州大学

学位级别：硕士

在工业制造、智能控制和能源管理等领域,除了要保证系统的稳定性和安全外,还需要控制生产成本和能源损耗,这对控制系统提出了更高的性能要求。因此,近年来对非线性系统的最优控制的研究已经成为现代控制领域的研究热点之一。最优控制理... 详细信息

在工业制造、智能控制和能源管理等领域,除了要保证系统的稳定性和安全外,还需要控制生产成本和能源损耗,这对控制系统提出了更高的性能要求。因此,近年来对非线性系统的最优控制的研究已经成为现代控制领域的研究热点之一。最优控制理论要求系统在保证稳定性的同时又可以使得系统的性能指标最优,但是当控制系统具有诸如输入时滞,输入量化和输出约束等实际系统特征时,相关的优化控制问题还有待进一步研究。因此,本文针对一类不确定非线性系统,考虑系统具有输出约束、输入时滞、未建模动态和输入饱和等特性,结合量化控制、事件触发控制、有限时间控制和自适应控制等技术,提出几种基于命令滤波的自适应优化控制方案。该研究具有重要的理论意义和应用价值。本论文的主要工作如下: 第一,针对具有输出约束和输入饱和的不确定非线性系统提出了有限时间最优控制策略。基于命令滤波器技术和自适应动态规划方法设计了前馈与最优反馈相结合的控制结构,前馈控制器中设计了二阶命令滤波器和误差补偿系统,可以消除滤波误差对系统性能的影响,同时避免了有限时间控制中的奇异性问题。在最优反馈控制器的设计中,提出了一种新的评价权值更新律,利用神经网络来逼近相关的代价函数。控制方案保证了优化系统中的所有信号都是半全局实用有限时间稳定(semi-global practically finite-time stable,SGPFS),并且使得代价函数最小。通过仿真实验验证了算法的有效性。第二,针对一类具有输入量化的严格反馈非线性系统,基于命令滤波器技术,提出了自适应最优事件触发控制策略。运用自适应动态规划方法设计最优事件触发控制器,开发了辨识-执行-评价的架构简化强化学习算法。采用命令滤波器技术解决了量化输入给优化控制带来的难点。控制方案不仅保证了闭环系统中所有的信号半全局终结一致有界(semi-globally uniformly ultimately bounded,SGUUB),也保证了代价函数最小,同时节约了网络资源,避免了Zeno现象。最后,通过仿真实验验证了算法的有效性。第三,针对一类具有输入量化和输入时滞的严格反馈非线性系统,基于命令滤波器技术和自适应动态规划方法,提出了自适应最优控制策略。利用预设性能变换,使得跟踪误差在预先设定的范围之内。在上一节研究基础上进一步解决了优化控制中对输入时滞处理的问题。控制方案不仅保证了闭环系统中所有信号SGUUB,也保证了代价函数最小。通过仿真实验验证了算法的有效性。

关键词：不确定非线性系统优化控制自适应控制自适应动态规划命令滤波器

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状态及输入同时受限的非线性系统神经网络自适应PI控制

状态及输入同时受限的非线性系统神经网络自适应PI控制

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作者：沈子云重庆大学

学位级别：硕士

近些年来,随着对实际工程控制系统的深入研究发现,出于对系统性能、系统安全以及可能存在的物理饱和等现象的考虑,实际工程控制系统都对其运行过程中的状态有着严格的指标要求。若系统运行中出现某些不理想的状态值,则可能致使整个系统... 详细信息

近些年来,随着对实际工程控制系统的深入研究发现,出于对系统性能、系统安全以及可能存在的物理饱和等现象的考虑,实际工程控制系统都对其运行过程中的状态有着严格的指标要求。若系统运行中出现某些不理想的状态值,则可能致使整个系统的运行产生不可预知的情况。由此,愈来愈多的学者加入了研究控制系统的状态受限问题。考虑到实际工程系统多具有较强的非线性特征,并且存在各种不确定性成份(如:模型参数不确定性、测量误差不确定性以及外部干扰等等),同时,在运行过程中还不可避免会存在受限输入驱动特性(如:输入死区、饱和以及驱动故障等等),而这些因素均会对非线性控制系统的性能产生不可预知的影响,因此,本论文基于具有简易结构、鲁棒性强等特点的神经网络自适应PI控制算法,对输入和状态同时受限的不确定性非线性系统的控制问题进行研究。第一,针对存在输入死区以及饱和的不确定非线性系统设计自适应PI控制算法。通过在反演设计方法的每一步骤中使用神经网络逼近原理,可以成功处理系统模型的不确定性以及非光滑受限输入驱动特性带来的问题。再通过将受限李雅普诺夫函数(BLF)与虚拟参数的概念相结合,设计神经网络自适应PI控制律以实现系统输出的稳定跟踪控制,同时,系统所有状态均保持在一定界限内。最后,通过数字仿真对所给控制方法的有效性进行了验证,且通过与传统PI控制仿真对比可以看出,所提出的控制策略具有更好的鲁棒性以及稳态性能。第二,针对存在输入死区、饱和以及驱动故障的不确定非线性系统设计可满足给定性能指标的自适应PI控制算法。首先,通过引入对跟踪误差的转换,将不对称的性能指标约束问题变成了使转换误差有界的问题,从而简化了控制问题的复杂度。接下来,通过在反演设计过程的每一步骤中使用神经网络逼近原理对系统模型的不确定性以及未知函数进行处理。最后,通过将受限李雅普诺夫函数(BLF)与虚拟变量的概念相结合,设计神经网络自适应PI控制方法以保证稳定的系统跟踪控制,并证明所有系统内部信号连续、有界。此外,系统在保持全状态受限的同时,满足给定的瞬态以及稳态性能指标。通过数值仿真与传统PI控制效果进行比较,体现出了所提控制方法具有很好的鲁棒性、动态及稳态性能。

关键词：不确定非线性系统全状态受限受限李雅普诺夫函数反演设计自适应PI控制

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