自适应反演控制在一类非线性系统中的应用

针对一类不确定性上界未知的非线性系统,提出一种自适应反演控制方法.建立了一类带有外界扰动的不确定非线性系统的数学模型.将复杂的非线性系统分解成不超过系统阶数的子系统,采用反演思想,并用自适应更新律对非线性系统不确定性上界进行估计,设计了自适应反演控制器并证明了李亚普诺夫稳定性.采用所设计的控制律使非线性系统的输出能跟踪期望的轨迹,具有一定的鲁棒性.用数值仿真验证了所设计控制器的良好跟踪性能.     

基于反演的不确定非线性系统自适应滑模控制

针对一类参数半严格反馈形式的非匹配不确定非线性系统,基于反演设计方法和滑模控制技术,研究了其在非匹配未知参数和非参数不确定性下的跟踪控制问题,提出了自适应反演滑模控制策略,实现了不确定非线性系统的鲁棒输出跟踪.本方法允许系统同时存在匹配和非匹配的参数不确定性及非参数不确定性,而且考虑了控制增益的不确定性,通过增益参数的设计还可实现滑模面到达时间的调节,并进一步削弱了抖振.仿真算例验证了理论的有效性.     

不确定广义系统的鲁棒正实控制

在参数不确定性广义系统中引入广义二次严格正实的概念,利用线性矩阵不等式,得到了状态反馈作用下,不确定广义系统鲁棒广义二次严格正实控制律存在的充要条件,并给出了基于状态反馈的不确定广义系统鲁棒广义二次严格正实控制器的设计方法.     

一类不确定非线性系统的鲁棒自适应控制

针对一类包括非线性不确定性、有界干扰、时变参数等的具有纯参数反馈形式的不确定非线性单输入单输出系统,利用反演设计方法同自适应控制相结合的方法,设计了状态反馈鲁棒自适应控制器.该控制器能使系统达到渐进稳定,并能保证闭环系统信号的全局有界性,对非线性不确定性和有界干扰具有一定的鲁棒性,且对不确定性的知识要求不多.从仿真实例看出,所设计的鲁棒自适应控制器具有满意的控制效果,而且控制量在容许控制的范围之内.     

含滤波的改进自适应反演控制器在飞艇中的应用

针对系统不确定性和外界干扰条件下飞艇降落过程的控制问题,利用飞艇的6自由度非线性动力学模型设计了基于滤波器的含修正补偿的改进自适应反演控制器,并通过Lyapunov理论验证了系统的稳定性.结果表明,指令滤波器和改进的反演控制律能够减小气动误差并抑制外部扰动不确定性的突变.即使飞艇控制系统中存在不确定因素以及外界扰动,带滤波的改进自适应反演控制方法也可以确保飞艇沿既定路线降落.     

具有Markov跳跃参数的随机非线性系统的自适应跟踪

采用随机控制Lyapunov设计方法,针对参数严格反馈形式的Markov跳跃非线性系统,研究了一类具有Markov跳跃参数的随机非线性系统的自适应跟踪问题.给出了参数自适应律和控制律,使得跟踪误差以概率1渐近衰减到零.仿真结果表明了该设计方法的有效性.     

基于区间二型模糊神经网络反演控制抑制二惯量系统的机械振动

针对带有不确定性和扰动的二惯量伺服系统,提出了一种基于区间二型模糊神经网络的自适应反演控制策略抑制系统的机械振动.首先建立了二惯量系统的动力学模型,设计了反演自适应控制律;其次系统中负载和电机两端未知的扰动变量定义为待估计项,采用区间二型模糊神经网络对其进行估计,给出了基于区间二型模糊神经网络的参数自适应律.基于李雅普诺夫稳定性理论,证明了闭环系统输出跟踪的收敛性,并且跟踪误差可以通过调节控制参数达到任意小.仿真结果表明该方法具有较好的控制性能.      

基于反演滑模控制的区分服务网络拥塞控制算法

针对区分服务网络的两种典型业务类型(奖赏业务和确保业务)分别进行分析和控制,应用非线性流体流理论建立区分服务网络模型,设计推导出一种新的自适应滑模控制器.先将非线性流体流模型转化为参数严格反馈的形式,然后应用反演控制理论完成控制器的设计.通过该方法设计的自适应反演滑模控制器,能够抑制系统的未知动态和不确定性扰动,使缓冲器队列长度的调节达到理想效果.在理想滑动模态下系统渐近稳定,仿真结果进一步验证了该控制器的有效性.     

无反步设计的严格反馈型非线性系统神经网络自适应跟踪控制

针对一类具有外部干扰、仅输出可测的SISO严格反馈型非线性系统,提出一种神经网络输出反馈跟踪控制方法。该方法将严格反馈型系统转换成标准仿射型系统,从而避免反步设计过程,且无需设计状态观测器。最终控制律和神经网络权值更新律中仅用到输出误差。基于Lyapunov方法证明了闭环系统所有信号有界,跟踪误差收敛到有界紧集内。最后,应用高机动导弹的位置跟踪控制验证了该方法的有效性。     

综合的机器人鲁棒自适应控制

研究了不确定性机器人轨迹跟踪的鲁棒自适应控制方法．利用机器人动力学参数变量分离方法,将系统的集中不确定性反映到一个集中的标量参数上,进而提出一种基于简单的计算力矩结构的综合鲁棒自适应控制策略,同时还设计了一个通用的非线性反馈增益和一个简单的自适应律,通过在线刷新一个集中的系统不确定性参数,最后保证系统达到全局指数意义的渐近稳定或全局一致最后有界．通过简化控制结构得出一种简单的鲁棒控制器．按照对控制参数的不同选择,可保证系统达到严格的全局一致最后有界、全局渐近稳定、全局指数稳定三种稳定性结果．理论分析和计算机仿真验证了控制律的有效性．     

不确定非线性系统的鲁棒自适应控制

针对一类具有一般不确定性的非线性系统（包括非线性不确定性、有界干扰、时变参数等）,利用递推设计方法,设计了一种新的用于输出调节的鲁棒自适应控制器．该控制器对非线性不确定性和有界干扰具有鲁棒性,并能保证闭环系统信号的全局有界性．其优点是对不确定性的知识要求较少．仿真实例表明,设计的鲁棒自适应控制器具有满意的控制效果．     

一类非线性不确定系统的自适应模糊滑模控制设计

针对一类含非匹配不确定项的非线性系统提出一种自适应模糊滑模控制方法.构造线性切换面确保滑动运动稳定,利用趋近律构造理想控制,用监督控制确保系统状态有界,用模糊逻辑系统逼近其连续项,用补偿切换项来消除逼近误差,该方法有效的结合了自适应模糊控制和滑模控制的优点,控制器构造简单,稳定条件弱,控制性能好.仿真结果也证明了此方法的有效性.     

基于遗传算法的稳定自适应模糊控制器的优化

采用模糊动态模型,对连续时间的高阶非线性系统进行了模糊控制。通过模糊推理,选择起主导作用的局部子系统的状态反馈控制,并作用于整个系统。利用大系统分散控制关联稳定性的概念和方法,得到了闭环模糊系统稳定的充分条件,并在此基础上给出了对模糊控制器进行优化设计的一种遗传算法实现策略。同时,仿真例子也验证了该设计方法的正确性。     

Robust direct adaptive fuzzy control for nonlinear MIMO systems

For a class of nonlinear multi-input multi-output systems with uncertainty, a robust direct adaptive fuzzy control scheme was proposed. The feedback control law and adaptive law for parameters were derived based on Lyapunov design approach. The overall control scheme can guarantee that the tracking error converges in the small neighborhood of origin, and all signals of the closed-loop system are uniformly bounded. The main advantage of the proposed control scheme is that in each subsystem only one parameter vector needs to be adjusted on-line in the adaptive mechanism, and so the on-line computing burden is reduced. In addition, the proposed control scheme is a smooth control with no chattering phenomena. A simulation example was proposed to demonstrate the effectiveness of the proposed control algorithm.     

一类非线性网络控制系统的控制器设计

针对一类非线性网络控制系统,提出了一种新型自适应模糊滑模预测控制方法,采用带有时间超前非线性状态预估器的新型的滑模控制(SMC)方案,补偿网络诱导时延,而后利用模糊自适应系统来逼近非线性环节,并基于Lyapunov稳定性理论设计自适应律,保证系统的稳定性. 以网络环境下空间飞行器的姿态控制为例进行仿真,结果表明,所提出的方法不仅实现了高精度的姿态稳定控制,且系统对不确定参数、网络诱导延时及外界干扰带来的影响具有很好的鲁棒性.     

一类不确定切换模糊系统的鲁棒可靠自适应控制

提出了一类不确定切换模糊系统的模型并研究其鲁棒镇定问题,模型中的每个子系统均为不确定模糊系统.对于系统的外部干扰具有未知上界的情况,当执行器"严重失效"而未失效部分不能镇定原系统时,使用切换技术和多Lyapunov函数方法构造出模糊鲁棒自适应可靠控制器,使得相应的闭环系统对所有可能的不确定性和所有允许的执行器失效一致最终有界,同时设计了可以实现闭环系统一致最终有界的切换律.仿真结果表明了所设计方法的可行性与有效性.     

基于互联系统的鲁棒控制

讨论了一类时滞互联系统的鲁棒控制问题。不同于以往的结论，所讨论系统中的不确定非线性互联项关于一具有未知增益的高阶多项式的函数有界，且不要求系统满足匹配条件。首先提出了能保证闭环系统渐近稳定的线性分散自适应控制器，然后给出了一类可使闭环系统最终一致有界稳定的分散非线性控制器。     

一类非线性不确定系统的间接自适应模糊滑模控制设计

针对一类含非匹配不确定项的非线性系统提出一种间接自适应模糊滑模控制设计方法.构造了线性切换面确保滑动运动稳定,用监督控制确保系统状态有界,设计了自适应模糊控制器确保到达条件成立.该方法不仅确保系统稳定,而且抑制了抖振.仿真结果也证明了此方法的有效性.     

一类随机大系统的自适应有界镇定

研究了一类具有严反馈形式、含有有界不确定参数的非线性随机大系统的镇定问题,在充分考虑各子系统之间互联项影响的基础上,设计了这类组合系统的状态观测器,再运用反步法技术,通过构造四次型随机控制Lyapunov函数,设计出一种自适应输出反馈分散控制器.在此控制器作用下,所考虑的闭环、互联非线性随机大系统实现了概率意义下的有界稳定.仿真结果表明了该控制算法的有效性.     

非严格反馈非线性系统的自适应模糊控制

研究一类单输入单输出非严格反馈的非线性系统自适应模糊控制问题.基于系统函数单调递增的性质,提出了变量分离方法,并利用自适应模糊控制技术和Backstepping设计自适应模糊控制器.自适应控制器确保闭环系统的所有信号半全局有界,同时所有状态收敛到原点的一个充分小的邻域内,仿真例子验证了该方法的有效性.