【摘 要】
:
众所周知,许多实际工程系统中都存在未建模动态、时滞、未知控制增益等现象,这些现象成为导致被控系统不稳定的一个重要因素。随着科技发展的脚步迈的越来越快,许多工业领域对控制系统的控制品质要求的越来越高,它们不只是要求被控系统是稳定的,还希望被控系统能够具有一定的鲁棒性,这使被控系统的理论研究更有实际意义。所以,近年来控制领域在研究系统稳定性的基础上逐渐加强对非线性系统的鲁棒控制的探索。本文以模糊自适应
论文部分内容阅读
众所周知,许多实际工程系统中都存在未建模动态、时滞、未知控制增益等现象,这些现象成为导致被控系统不稳定的一个重要因素。随着科技发展的脚步迈的越来越快,许多工业领域对控制系统的控制品质要求的越来越高,它们不只是要求被控系统是稳定的,还希望被控系统能够具有一定的鲁棒性,这使被控系统的理论研究更有实际意义。所以,近年来控制领域在研究系统稳定性的基础上逐渐加强对非线性系统的鲁棒控制的探索。本文以模糊自适应反步递推(Backstepping)设计为基础,以系统状态不可测的情况为前提条件,研究几类控制增益是未知非线性函数的严格反馈非线性系统的输出反馈鲁棒控制设计问题,并且给出了系统的稳定性与收敛性的分析证明。主要内容如下:(1)对于带有未知状态时滞的非线性严格反馈系统,当假设系统的状态不完全可测时,通过Lyapunov-krasovskii泛函解决未知状态时滞问题,系统中的未知的非线性动态将用模糊逻辑系统逼近,通过建立状态观测器解决系统状态无法测得的问题,在Backstepping设计思想的启发下,设计出一种模糊自适应输出反馈控制设计方案,并且给出了被控系统在Lyapunov函数意义下的稳定性证明。最后,通过数值仿真结果来验证所设计的控制方法是有效的。(2)对于一类状态不可测的严格反馈非线性系统,当假设系统中的控制增益均为未知的非线性函数时,通过建立状态观测器解决系统状态无法测得的问题,然后用模糊逻辑系统对未知非线性动态进行辨识。此外,传统Backstepping控制方法固有的“计算膨胀”问题也通过引入动态面控制技术被解决,并提出一种模糊自适应动态面控制设计方案,并给出稳定性证明。所设计的控制方法避免对虚拟控制器进行重复微分,降低了系统计算的复杂度,减少计算时间。最后,通过仿真得出的结果可以验证该方法的有效性。(3)对于一类带有未建模的动态非线性系统,在系统的状态不完全可测的情况下,采用动态信号的方法处理未建模动态的扰动,根据有界控制的设计思想构造对数Lyapunov函数,通过构造对数Lyapunov函数并结合投影算子技术,确保所设计的控制器是有界的。根据Backstepping控制设计技术,给出模糊自适应输出反馈控制设计方案和稳定性证明。最后,通过仿真得出的结果可以验证该方法的有效性。(4)研究一类带有未知控制增益函数的多输入多输出非线性严格反馈系统的模糊自适应输出反馈控制问题,当假设系统中状态不完全可测时,通过建立状态观测器解决系统状态无法测得的问题,然后用模糊逻辑系统对未知非线性动态进行辨识。基于Backstepping控制技术,设计了一种模糊自适应输出反馈控制算法并给出稳定性分析。最后,通过仿真得出的结果可以验证该方法的有效性。(5)对于一类严格反馈不确定非线性切换系统,在系统的状态不完全可测的情况下,进一步考虑输入饱和的控制问题。通过利用中值定理将输入的饱和函数转化为有界的函数,从而有效的解决了饱和输入问题。此外,为了解决传统的Backstepping控制方法固有“计算膨胀”问题,采用命令滤波器不仅克服对虚拟控制器重复微分,还考虑了滤波器的滤波误差,引入误差补偿信号抑制滤波误差。在模糊控制和Backstepping控制的框架下,给出了一种模糊自适应输出反馈控制设计方法和稳定性证明。最后,通过仿真得出的结果可以验证该方法的有效性。
其他文献
随着科技的发展,人类对电能的需求量越来越大。大电网因其得天独厚的优势一直作为人类主要的电能供应渠道,但是这种集中式的供电方式不仅成本高,还对环境造成了严重的危害。因此,灵活、高效、清洁的微电网应运而生,微电网既可以工作在并网模式又可以工作在孤岛模式,但是微电网中的独立式分布电源具有波动性和随机性,使得微电网并网/孤岛模式切换困难。目前,如何实现并网/孤岛之间安全、平稳、快速的切换是研究的热点之一。
因其能充分发挥混凝土和钢材各自的优点,结构形式多样,在承受较大载荷的同时具有自重轻、延性和抗震性能好、施工简便和经济效果显著等优点,钢板混凝土组合结构已在核电工程、地下工程、近海结构和海洋平台等建筑结构中得到了广泛的应用。除承担各种静载荷以及风荷载和地震作用等外,其在服役期间还可能承受意外爆炸冲击的作用。相关研究表明,该结构具有比普通钢筋混凝土结构更优良的抗爆性能。目前,钢板混凝土组合结构的抗爆性
火灾是地震后最常见和危害最大的次生灾害之一。由于地震会使建筑结构受损,其耐火性能同时下降,震后火灾造成的人员伤亡和财产损失往往比地震本身所造成的损失更大。钢筋混凝土柱是建筑框架结构中重要的受力支撑构件,国内外学者分别对其抗震性能和耐火性能研究较多,而对其在震后的耐火性能研究相对较少。据此,本文以钢筋混凝土柱震后不同损伤程度为“初始条件”,采用有限元软件ABAQUS研究震损后钢筋混凝土柱的耐火性能。
《十四五规划和二〇三五年远景目标》的出台,明确在农业等重点领域的绿色化改造已经成为必然趋势。农业行业中新能源的推进主要体现在农机具的能源清洁低碳化,电动拖拉机的应用推广是农业绿色化改造的重要方式。在农业作业中,电机驱动的拖拉机相较于传统燃油拖拉机受作业环境的影响更大,这就对于电动拖拉机的电控系统提出了更高的要求。由于农业工作的特殊时间限制,短时间内抢播抢种抢收等高强度作业,要求电动拖拉机在有限的硬
湿法脱硫后的湿烟气向环境中排放时会产生白烟,白烟污染环境,加剧雾霾的形成,因此湿烟气排放产生白烟的问题亟待解决。近年来国内各地对白烟现象提出了控制要求,这对于环境保护有着重要的意义。因此研究烟气消白有着重要的现实意义。本文针对湿烟气排放产生白烟现象,采用汽水扩散湿烟气消白技术消除视觉白烟,确定工艺方案和控制方案,依据控制方案进行控制系统设计,确保消除视觉白烟。对汽水扩散湿烟气消白进行了理论研究。通
随着全世界范围内的汽车保有量日益增长,由此造成了城市交通不畅、汽油紧缺和交通安全等问题的出现,其中交通安全事故最为普遍。无人驾驶汽车的智能驾驶技术不仅仅在一定程度上提高了车辆的主动安全性,而且还缓解了高峰时期的交通压力,因此具有重要的实际应用意义。准确有效的轨迹跟踪控制是无人驾驶的关键所在,并且对无人驾驶汽车的量产与使用具有积极重要的现实意义。本文基于中华V3无人驾驶汽车作为该试验平台,基于该平台
不确定非线性系统的研究在控制范畴一直是学者们的关注焦点,随着技术的发展,实际被控系统不再单一,为适应工程需要,许多复杂的实际系统总是期望收敛时间最短,或系统某一性能指标为最优。因此,相对于研究时间趋于无穷或不满足性能指标的控制问题,致力于研究有限时间及优化控制通常拥有更好的理论与工程应用前景。本文在模糊或神经网络智能控制大框架下,结合三大基本控制理论(有限时间控制,自适应控制和优化控制),针对几类
当汽车在人们的生活中普遍使用,汽车不再是简单的代步工具,其平顺性逐渐成为关注的焦点。汽车行驶时与路面直接接触,悬架振动的强度与路面状况有直接关系。因此在车辆行驶过程中,对路面的等级进行在线辨识,并将辨识到的路面情况与悬架控制系统相结合,实现悬架系统自动调节参数的功能,提升车辆平顺性。本文基于车辆动力学响应的反向分析法辨识路面信息,得到路面等级信息后,设计显式模型预测控制器对可控悬架控制,从而使车辆
在未来的几十年内汽车会慢慢的从目前辅助驾驶过渡到智能无人驾驶,而目前取得一定阶段性研究生成果的则是智能驾驶领域的高级辅助驾驶系统,而ACC又是发展时间较早研发时间较长取得研发成果显著的并且能量产高级辅助驾驶系统之一,ACC系统通过系统主动控制车辆制动系统和驱动系统可以有效的减轻驾驶员的操作负担,并且减少道路交通事故率,改善道路利用率的问题,还可以有效的提高汽车的舒适性以及燃油经济性。所以对自适应巡
当今社会随着科技的不断进步,汽车制造技术迅速发展,但随着传统燃油车数量的剧增,能源逐渐短缺,人类生存环境恶化,使得纯电动汽车迅速崛起。分布式驱动电动汽车属于纯电动汽车,该类车型的制动系统并不只是单纯的使用传统的液压制动,而是将电机制动与液压制动进行复合使用,既能提升车辆制动过程中的性能,又能进行能量回收,提升车辆续驶里程。分布式驱动电动汽车复合制动系统研究的重点在于制动力合理分配与控制策略有效可行