柔性关节机械臂的自抗扰预设定有限时间跟踪控制

针对一类具有模型不确定、未知非线性函数以及外部扰动的柔性关节机械臂系统,基于backstepping设计方法、自抗扰技术、预设有限时间性能函数,提出一种自抗扰预设定有限时间跟踪控制器的设计方法.该方法使用扩张状态观测器估计带有不确定性的未知函数,并使用跟踪微分器获得虚拟控制的微分信号来避免微分爆炸.控制器设计中使用预设有限时间性能函数,使机械臂系统的跟踪误差在一个指定的有限时间内按预设定的动态性能收敛到原点附近的小邻域内,且保证闭环系统所有信号一致最终有界.采用自抗扰策略使控制器具有很强的抗干扰性能.仿真结果验证了所设计控制器的有效性.     

非线性系统预设有限时间有界H∞容错控制

针对一类具有外部扰动的严格反馈非线性系统,研究系统的预设有限时间有界H_∞容错控制问题,提出一个新的预设有限时间性能函数,进一步改进约束控制性能。结合反步法和有界H_∞设计思想,给出一种预设性能有限时间有界H_∞容错控制器设计方案,解决非线性系统在有界稳定情况下的H_∞控制设计问题。所设计的控制器能够保证跟踪误差,以预先设定的暂态和稳态性能在有限时间内收敛到平衡点附近的小邻域内,并且具有H_∞干扰抑制性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

无关初始条件的预设有限时间容错控制

针对一类具有传感器故障和未建模动态的纯反馈系统，研究其预设性能有限时间控制问题.设计无关初始条件的预设性能有限时间容错控制器.该文控制器对未建模动态有较好的抑制作用，使预设性能函数的选择与初始状态无关.仿真结果表明该文控制器具有可行性.     

具有扩展结构的多倒立摆分散关联预设有限时间跟踪控制

针对一类随机激励下弹簧连接的双倒立摆系统，研究其结构扩展时的分散关联预设有限时间跟踪控制问题.建立随机激励下具有扩展结构的弹簧连接的多倒立摆系统的数学模型，设计具有扩展结构的弹簧连接的多倒立摆系统的分散关联预设有限时间跟踪控制器.仿真分析结果表明该文设计的控制器具有有效性.     

TCP/AWM网络系统的自适应有限时间漏斗拥塞控制

研究了具有外部扰动的TCP/AWM网络系统拥塞控制问题.首先,为了保证队列跟踪误差具有预设的暂态和稳态性能,引入漏斗误差变换对队列跟踪误差进行限制.其次,利用RBF神经网络处理系统中存在的非线性项.结合漏斗控制、有限时间控制、自适应Backstepping技术和RBF神经网络,提出了一种主动窗口管理算法,不仅保证了闭环系统的所有信号是半全局实际有限时间有界的,还使队列跟踪误差收敛到预先给定的漏斗边界内.最后,将本文所提方法与现有的两种同类算法进行了仿真对比,通过得到的仿真结果可以看出所设计的控制器使系统具有更快的收敛速度和更小的超调量,进一步验证了所提方法的可行性和优越性.     

四旋翼飞行器系统的自适应神经网络有界H∞跟踪控制

针对有外部扰动的四旋翼飞行器系统,采用backstepping方法解决四旋翼飞行器系统在有界稳定情况下难以实现的H_∞跟踪控制问题.考虑各子系统间的耦合项、空气阻力和外界干扰对四旋翼飞行器系统产生的影响,设计四旋翼飞行器系统的自适应神经网络有界H_∞跟踪控制器.仿真结果表明：设计的控制器能保证四旋翼飞行器系统较精确地跟踪参考轨迹,且对外界干扰具有有界H_∞抑制性能.研究结果能为四旋翼飞行器系统的抗干扰设计提供理论指导.     

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.     

一类It型随机非线性大系统分散自适应跟踪

研究一类随机非线性大系统的分散自适应跟踪问题,该类型随机非线性大系统具有标准Wiener噪声扰动,并且可以参数化为严格反馈系统形式.首先通过坐标变换将其转换为参数化的严格反馈随机非线性大系统形式,选取四阶随机控制Lyapunov函数以避免在递推过程中发散;然后利用反步法构造性设计出系统状态反馈分散控制律及参数自适应律,在此分散控制器的作用下,每个局部输出都能够跟踪预先设定的参考信号,同时保证所有闭环信号有界,从而解决了原系统的自适应跟踪问题.     

一类带有未知时延的随机系统自适应控制

为了解决一类含有未知输入时延和状态时延的非线性随机系统的有界稳定跟踪控制问题,利用神经网络逼近未知的系统函数,并且使用反步法来构造所需的控制器,再利用动态面技术以避免出现"复杂性爆炸"的问题.针对系统的状态时延和输入时延,分别使用Lya-punov-Krasovskii函数技术以及补偿系统的相关方法.最后通过仿真实例验证该设计方案的合理性.结果表明该自适应神经网络控制器能够确保此闭环系统所有信号均半全局依概率有界,解决了此类含有未知时延和随机扰动的非线性系统的有界跟踪控制问题.     

具有未建模动态和有界干扰系统的鲁棒自适应控制(Ⅱ)

考虑一类同时具有未建模动态和有界干扰的连续时间系统,在推广的加权最小二乘法中嵌入一个带相对死区函数的时变加权因子,并以此算法估计系统建模部分的参数.对建模部分的相对阶,n*=n-m=1的情况,设计出不含微分环节的自适应控制器,系统输出直接跟踪所给定的参考信号,证明所构成的闭环系统是全局稳定的.     

机械臂系统快速有限时间有界H∞量化跟踪控制

针对量化输入的电机驱动机械臂系统,研究其快速有限时间有界H_∞量化跟踪控制问题,设计基于指令滤波的神经网络快速有限时间有界H_∞量化跟踪控制器.采用指令滤波技术解决backstepping方法的“微分爆炸”问题,且避免有限时间控制设计中出现奇点.仿真结果表明该控制器具有有效性.研究结果能为机械臂系统的抗干扰设计提供理论指导.     

带微分观测器的双环姿态跟踪控制

针对捕获非合作目标航天器的姿态跟踪控制问题,给出了一种双环姿态跟踪控制器。通过引入虚拟角速度将二阶姿态运动方程分解为内外环独立的子系统。外环预设有界虚拟角速度使航天器姿态渐近收敛于期望姿态;内环采用二阶微分观测器精确估计由转动惯量摄动、外部干扰和饱和超幅部分组成的不确定项,基于观测值的鲁棒姿态控制器使内环角速度指数收敛于外环虚拟角速度。双环姿态跟踪控制能够满足控制饱和及角速度有界约束下的跟踪精度和闭环系统的全局渐近稳定性。数值仿真验证了该控制器的鲁棒性和有效性。      

一类大系统的分散智能控制

该文针对一类具有未知函数增益的非线性大系统,基于滑模控制和Lyapunov稳定性理论,运用多层神经网络非线性映射逼近能力,提出一种分散的具有连续特性的自适应神经控制器的设计策略。通过分析,从理论上证明了闭环大系统是全局稳定的,跟踪误差有界且均方可积。仿真结果表明控制方案是有效的。     

输入受限乘波体飞行器无估计预设性能控制

针对输入受限的乘波体飞行器跟踪控制问题,提出了一种无估计的预设性能控制方法。首先,针对可能发生的执行器饱和问题,设计了一种新型抗饱和补偿系统。然后,利用补偿系统状态构造新的预设性能转换误差,基于预设性能控制与反演控制的方法,为速度子系统与高度子系统设计了无需估计的低复杂度控制器。该设计方法的优越性在于无需状态估计与神经逼近,显著降低了控制的复杂度与计算量。基于Lyapunov稳定理论证明了所有转换误差与跟踪误差最终一致有界。最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。     

非线性系统的积分变结构间接自适应模糊控制

讨论了一类不确定非线性系统的间接自适应模糊控制问题 .基于变结构控制原理 ,并利用具有线性可调参数的模糊系统去逼近过程未知函数 ,提出一种具有监督控制器的积分变结构自适应模糊控制方法 .该方法通过监督控制器保证闭环系统所有信号有界 .进一步通过引入最优逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差的影响 .理论分析证明了跟踪误差收敛到零 .仿真结果表明了该方法的有效性     

一个离散时间非线性系统的间接自适应模糊控制器

对于具有未知非线性函数的离散时间非线性系统。构造了一个间接自适应模糊控制器，并进行了稳定性分析，用模糊逻辑系统使系统参数化。如果参数化模型和真实系统是非常接近的，它们之间的差异是非常小的并且能假设为零，则能够构造一个简单的自适应模糊控制器，并且可以证明闭环控制系统在输入输出有界意义下的全局稳定性，且跟踪误差收敛到零，仿真实验证实了控制器的有效性。     

带有时变死区的T—S模糊系统的自适应跟踪控制

研究了一类带有时变死区的T-S模糊系统的自适应跟踪控制问题.其中将时变的非线性死区的输出表示为线性输入和有界干扰,并且干扰的界是未知的.基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法提出了系统的跟踪控制器的设计方法,对给定的n阶可微的有界参考轨迹和给定的跟踪精度.所设计的控制器能够保证系统的跟踪误差满足跟踪精度,同时保证闭环系统的所有信号有界.     

具有未建模和有界干扰系统的鲁棒自适应控制(Ⅰ)

考虑一类同时具有未建模动态和有界干扰的连续时间系统,在修改的加权最小二乘法中嵌入一个带相对死区函数的时变加权因子,并以此算法估计系统建模部分的参数.对建模部分的相对阶为零的情况,设计出不含微分环节的自适应控制器,系统输出直接跟踪所给定的参考信号,证明了所构成的闭环系统是全局稳定的.     

基于非仿射模型的高超声速飞行器预设性能控制器

针对高超声速飞行器非仿射模型提出预设性能控制方法,设计了一种新型预设性能函数来保证控制器的动态性能和稳态性能,通过构造误差转化函数将最初的受限系统转化为等效的不受限系统来简化控制器设计.将高超声速飞行器纵向动力学模型分解为速度和高度子系统并分别设计控制律.对于高度子系统,使用高阶跟踪微分器对误差进行估计,引入模糊函数对未知项进行逼近,避免了反演控制中的反复求导;对于速度子系统,直接根据预设性能函数设计比例积分控制器.所设计的控制律在参数不确定和干扰的情况下保证了期望的动态性能和稳态精度,同时降低了计算量.最后,通过仿真实验验证了控制器的有效性.      

一类分数阶系统的有界H∞事件触发跟踪控制

针对一类具有未知外部扰动以及输入饱和且控制方向未知的非同元次分数阶严格反馈非线性系统,研究其基于事件触发机制的自适应有界H_∞跟踪控制问题。结合事件触发策略、有界H_∞控制方法以及Nussbaum增益技术,提出一种自适应神经网络有界H_∞事件触发跟踪控制方法。所设计的控制器能够保证系统的跟踪误差以及闭环系统中的所有信号是有界的,且系统对外部干扰具有很好的抑制作用。此外,所提出的控制策略既可避免非线性系统H_∞控制方法中可能出现的控制器输出值过大的问题,也能使系统的控制输入不再频繁进行更新,进而达到节约通信资源的目的。仿真结果验证了所提出方法的可行性及有效性。