不确定非线性系统的鲁棒自适应控制——动态面控制

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动态面控制(Dynamic Surface Control,DSC)既继承了反推技术结构化、系统化的优点又克服了反推技术中控制项“爆炸”的缺点。本文针对不确定非线性系统的跟踪控制问题,研究了基于动态面控制(DSC)策略的鲁棒自适应控制律设计和控制器综合等方面的问题。本文主要作了以下几个方面的研究工作:   (1)采用自适应DSC控制研究了一类不确定非线性系统的跟踪问题,提出了一种改进的自适应动态面控制方案。该方案将系统不确定分为可参数线性化部分和不可参数线性化部分,用神经网络描述不可参数线性化部分。与现有自适应动态面控制相比,该方案具有控制精度高、辨识参数少、计算量小的优点。   (2)针对滤波时间对DSC控制的不良影响,提出了一种基于扩展状态观测器的增益自适应动态面控制。该方法用扩展状态观测器取代滤波器并采用自适应增益,它具有精度高、过渡特性好、无需辨识、鲁棒性强的特点。   (3)研究了一类增益未知的不确定非线性系统的跟踪问题。基于积分型Lyapunov函数,设计了一种神经自适应动态面控制方案。该方案通过积分型Lyapunov函数避免了控制器的奇异。同时利用梯度优化法提出了一种控制器参数自寻优方案,减小了参数整定的工作量。   (4)将参数自寻优自适应动态面控制在主动悬架系统中作了应用研究。将动态面控制结合滑模技术、自适应技术在机械手系统中作了应用研究。   文中所提出的各种算法都进行了理论证明和仿真,且分别给出了稳定性的充分条件。
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