新型神经网络模型参考自适应控制系统设计

针对任意复杂非线性系统，即控制器具有不可分离结构的离散非线性系统，提出新型神经网络模型参考自适应控制。该方案的提出简化了基于神经网络的模型参考自适应控制系统的设计，只需一个神经网络辨识器。统一了任意神经网络模型参考自适应控制的设计方法，更接近于工程实际。仿真结果证明了该方案的合理性和有效性。     

Decentralized model reference adaptive sliding mode control based on fuzzy model

1.INTRODUCTIONIn recent years,decentralized control of interconnect-ed systems has become an i mportant and challengingtopic[1~3].However,it is usually difficult to modelthe systemexactly due to the complex real environ-ment.In the past several years,active research hasbeen carried out in controller design based on univer-sal approxi mators,such as fuzzy control and neuralnetwork control[4~6].For a class of SISO nonlinearsystems,adaptive fuzzy control approaches were pro-posed based on …     

时滞大系统的模型参考鲁棒自适应分散控制

基于Lyapunov-Krasovskii (L-K) 泛函方法,结合线性矩阵不等式（linear matrix inequality, LMI）技术以及自适应控制方法,研究了一类不确定时变时滞大系统的模型参考跟踪控制问题,提出了一种鲁棒自适应分散控制器设计方法。时滞无关的控制器设计无需模型参考跟踪控制中苛刻的模型匹配条件且局部状态反馈增益以LMI 形式给出,便于计算机求解和参数优化。为避免控制过程中的自适应参数持续增长问题,提出了死区自适应算法。最后以仿真实例表明了所提方法的正确性与有效性。     

严格区域稳定的模型参考自适应控制器设计

针对模型参考自适应控制的区域稳定性问题,采用Lyapunov直接法分析参数收敛与系统跟踪误差之间的关系。通过对系统误差项与参数估计项之间能量转移过程的描述,说明常规的区域稳定自适应控制器尚未充分考虑因估计参数振荡引起系统失稳的可能性。为此,提出一种简洁有效的区域稳定控制器设计方案,根据系统跟踪误差大小动态引入增益动态调整的鲁棒控制项,有效消除了控制中潜在的不稳定因素。基于SISO非线性系统的仿真研究验证了所提方案的有效性。     

混沌神经网络模型参考自适应控制器设计

研究了非线性的神经网络模型参考自适应控制器设计问题。将混沌机制引入常规BP算法,利用混沌机制固有的全局游动,逃出权值优化过程中存在的局部极小点,解决了网络训练易陷入局部极小点的问题。通过训练神经网络模型参考自应用控制器和辨识器,完成了对一类复杂离散非线性系统的控制。给出了具体的算法步骤。仿真结果表明了混沌BP算法优于常规BP算法。有效地提高了控制精度和适时性。     

一种基于神经网络的任意模型参考自适应控制

针对一般模型参考自适应控制方法在解高阶非线性模型时参考模型阶数较高的不足,采用一种任意模型参考自适应控制降低了参考模型的难度。利用隐层神经网络对模型进行逼近,对线性化时由不确定因素导致的误差进行补偿,并利用直接Lyapunov稳定性理论证明了跟踪误差有界,最后将其应用到飞行器纵向非线性模型的自动着陆下滑控制设计中。仿真结果表明,所设计的控制器能够使飞行器较好地跟踪理想着陆轨迹,从而验证了方法的有效性。     

A note on the model reference adaptive control of linear parabolic systems with constant coefficients

The problem of constructing a model reference adaptive control law for an uncertain 1-dimensional parabolic system with one constant coefficient is considered in this paper. Adaptive control law are obtained by Lyapunov redesign method. The energy method for parabolic systems and the Agmon’s inequality are applied in the analysis, which leads to a stronger result than that of Hong and Bentsman (Automatica, 1994).     

基于自适应逆控制的离散MRAC设计

在模型参考自适应控制中,以往消除扰动的方法是将系统输出和干扰同时反馈来提高系统性能和消除干扰,两者只能折中实现。针对此问题,结合自适应逆控制理论和超稳定理论,提出了一种克服随机扰动的离散MRAC设计方法。本方法引入自适应逆模型来消除系统扰动,将对象性能和扰动控制分开单独进行处理,可分别提高各自的性能。仿真实验证实了方法的可行性。     

执行器饱和时的SISO系统模型参考自适应控制

针对大多数执行器不可避免地会出现饱和现象,尤其是工作范围大、非线性特性严重的被控制对象,提出了一种模型参考自适应设计方法,把输入过饱和部分看作干扰信号,并用可调参数和跟踪误差函数对饱和干扰进行估计,通过参数调节消除饱和现象,针对不同相对阶的系统分别进行讨论,使本方法更具普遍性。仿真结果表明,本方法能够使系统有较好的跟踪能力和抗饱和能力。     

基于聚类方法和神经网络的非线性系统多模型自适应控制

针对具有参数跳变的非线性系统,联合聚类算法和神经网络提出新的多模型自适应控制方法。首先对系统的输入输出数据进行模糊聚类,然后基于递推最小二乘法建立多个固定模型。为提高系统的暂态性能,同时建立两个自适应模型,并在此基础上设计鲁棒自适应控制器。此外,为了补偿系统的非线性部分,建立非线性预测模型,并设计非线性神经网络自适应控制器。所提方法可使控制切换系统具有稳定性保证。最后,通过性能指标对控制器进行平滑切换。仿真结果表明,所提方法能够保证系统具有良好的控制性能。     

Adaptive variable structure control for large-scale time-delayed systems with unknown nonlinear dead-zone

The problem of adaptive fuzzy control for a class of large-scale, time-delayed systems with unknown nonlinear dead-zone is discussed here. Based on the principle of variable structure control, a design scheme of adaptive, decentralized, variable structure control is proposed. The approach removes the conditions that the dead-zone slopes and boundaries are equal and symmetric, respectively. In addition, it does not require that the assumptions that all parameters of the nonlinear dead-zone model and the lumped uncertainty are known constants. The adaptive compensation terms of the approximation errors are adopted to minimize the inuence of modeling errors and parameter estimation errors. By theoretical analysis, the closed-loop control system is proved to be semi-globally uniformly ultimately bounded, with tracking errors converging to zero. Simulation results demonstrate the effectiveness of the approach.     

基于Riccati方程的导弹自适应姿态控制

针对存在参数不确定性的非线性弹体模型,提出基于状态相关Riccati方程的模型参考自适应状态控制方法。首先,针对弹体标称模型,建立特定形式下的Riccati方程,并求得其解析解,获得一种全局渐近稳定的次优控制律。然后,考虑到实际模型与标称模型之间存在的参数偏差会造成控制效果恶化,以标称模型下设计的闭环系统为参考模型,设计自适应控制律通过在线辨识参数使得实际模型趋向于参考模型,并保证跟踪误差和辨识误差有界。仿真结果表明,该控制律能够克服参数不确定性的影响,有效跟踪参考模型下的响应。     

一类纯反馈非仿射非线性系统的自适应神经网络变结构控制

研究了一类非仿射的纯反馈单输入单输出非线性系统。针对此系统,在中值定理、神经网络参数化和解耦Backstepping的基础上,提出了一种自适应变结构神经网络控制策略,而且所给出的定理证明闭环系统的所有信号在平衡点上是半全局一致有界的。通过对一个非仿射CSTR对象的仿真验证了该方法的有效性。     

New adaptive quasi-sliding mode control for nonlinear discrete-time systems

A new adaptive quasi-sliding mode control algorithm is developed for a class of nonlinear discrete-time systems, which is especially useful for nonlinear systems with vaguely known dynamics. This design is model-free, and is based directly on pseudo-partial-derivatives derived on-line from the input and output information of the system using an improved recursive projection type of identification algorithm. The theoretical analysis and simulation results show that the adaptive quasi-sliding mode control system is stable and convergent.     

单变量耦合及自适应控制统一混沌系统的同步

针对混沌系统的控制与同步问题,对统一混沌系统的同步问题进行了理论分析,基于单变量的耦合控制与自适应控制方法分别进行了同步控制器的设计和理论证明。采用单变量控制在实现同步的过程中仅需从驱动系统传递一个状态变量到响应系统用于同步,因此具有很好的实用性。仿真验证了这两种控制方法的有效性。     

实现混沌系统同步的自适应变结构观测器方法

针对一类状态不能全部测量且含有不确定项的混沌系统,采用自适应滑模变结构观测器方法,设计了相应的控制律和自适应律,实现了混沌系统的同步控制。所给控制策略,不仅对参数变化和噪声干扰具有很强的鲁棒性,而且不需要已知不确定项的上界,也不需要串联惯性滤波器。理论分析与仿真结果表明了该方法的有效性。     

一类非匹配不确定性混沌系统的鲁棒自适应控制

针对一类含有非匹配未知参数和非参数不确定性的混沌系统控制问题,结合反演设计和“σθ-修改”参数自适应技术,提出了一种适用于输出跟踪的混沌系统鲁棒自适应控制器设计新方法,对非匹配的未知参数和非参数不确定具有鲁棒性。该控制器设计方法不仅能保证闭环系统所有信号有界,且能使跟踪误差以指数速度收敛到零的小临域内。计算机仿真验证了理论研究成果的有效性和正确性。     

Indirect adaptive fuzzy control for a class of nonlinear discrete-time systems

An indirect adaptive fuzzy control scheme is developed for a class of nonlinear discrete-time systems. In this method, two fuzzy logic systems are used to approximate the unknown functions, and the parameters of membership functions in fuzzy logic systems are adjusted according to adaptive laws for the purpose of controlling the plant to track a reference trajectory. It is proved that the scheme can not only guarantee the boundedness of the input and output of the closed-loop system, but also make the tracking error converge to a small neighborhood of the origin. Simulation results indicate the effectiveness of this scheme.     

离散时间分布参数系统的模型逼近预测控制

提出了离散时间分布参数系统的一种预测控制方法。该方法采用广义正交多项式对分布参数系统的模型进行逼近,将离散时间分布参数系统的预测控制问题转化为集中参数系统的预测控制问题,运用模型算法控制方法对集中参数系统进行预测控制,求出控制律,经反演变换得出分布参数系统的预测控制。给出了该方法的具体步骤,仿真示例表明了方法的有效性。     

Improvement of precision for pendulous integrating gyro accelerometer via adaptive internal model control

An adaptive internal mode control is proposed to eliminate effectively periodic disturbance with uncertain frequency caused by input error angle of PIGA (Pendulous Integrating Gyro Accelerometer). An adaptive algorithm with periodic disturbance frequency identification on line is applied and the internal model controller parameters are adjusted to eliminate disturbance. Then the convergence of this algorithm and the stability of the system are proved by the averaging method. Simulation results verify the proposed scheme can eliminate periodic disturbance and improve the test precision for PIGA effectively.