基于滑模及K-滤波器的鲁棒自适应控制研究

来源 :扬州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zm850311
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着控制理论研究的不断深入和诸如电力系统、生态系统、通讯系统和工业过程等大量实际系统的研究和应用的需要,人们对控制系统的性能要求越来越高。由于回滞、死区和时滞等因素的存在会造成系统的精度下降、振荡甚至造成系统的不稳定。因此对具有非线性输入、时滞的非线性系统的控制策略的研究具有重要的理论意义和应用价值。本文基于滑模控制原理及K-滤波器方法,研究了具有未知死区、时滞的非线性系统的几种自适应控制器的设计方案。全文主要研究内容如下:第一,针对一类具有死区非线性输入的SISO非线性系统,基于滑模控制原理,提出了一种稳定自适应模糊控制器设计的新方案。该方案通过使用积分型Lyapunov函数避免了反馈线性化方法中可能出现的控制器奇异性问题;同时,运用两阶段法构造两个Lyapunov函数,先确定出用于建模的有界闭区域,再证明跟踪误差收敛到零。通过理论分析,证明了闭环控制系统全局一致终结有界。第二,针对一类具有死区非线性输入的MIMO时变时滞系统,基于变结构控制原理,提出了一种稳定自适应控制器设计的新方案。该方案通过使用Lyapunov- Krasovskii泛函抵消了因未知时变时滞带来的系统不确定性;进一步,利用Young不等式和参数自适应估计取消了非线性死区输入模型和不确定项假设中各种参数均为已知的要求。通过理论分析,证明了闭环控制系统半全局一致终结有界,跟踪误差收敛到零的一个邻域内。第三,针对一类具有未知死区和高频控制增益符号的SISO非线性系统,利用I型模糊系统的逼近能力,提出一种鲁棒自适应输出反馈控制策略。该方案将Nussbaum增益技术融入到自适应Backstepping方法中,从而无需知道高频控制增益的符号;同时引入调节函数设计自适应律,避免了过参数化问题;进一步,利用Young不等式和参数自适应估计取消了死区模型参数和扰动项上界已知的要求。通过理论分析,证明了闭环控制系统半全局一致终结有界,跟踪误差收敛到零的一个邻域内。第四,针对一类具有未知死区和控制方向的非线性系统,基于I型模糊系统的逼近能力,提出了一种稳定自适应模糊输出反馈控制方案。该方案将动态面技术和输出反馈控制相结合,避免了过参数化问题,从而无需引入调节函数。通过理论分析证明了闭环控制系统所有信号半全局一致终结有界,且选取适当的设计常数,跟踪误差可收敛到一个小的邻域内。第五,针对一类状态不可测量的非线性互联时变时滞系统,提出了一种基于K-滤波器的自适应模糊输出反馈控制方案。由于系统状态不可量测以及互联子系统之间时滞耦合项的存在,增加了控制器设计的困难。该方案通过利用I型模糊系统的逼近能力、Backstepping设计方法以及引入K-滤波器和适当的Lyapunov- Krasovskii泛函,克服了这一困难。通过Lyapunov综合方法,证明了闭环控制系统半全局一致终结有界,跟踪误差收敛到零的一个邻域内。通过本文的研究,较好的解决了具有未知死区、时滞的不确定非线性系统的鲁棒自适应控制问题。仿真结果表明了所提控制方案的有效性。
其他文献
CCD成像设备目前广泛应用于军事摄像、小区监控,民用摄影等领域。感光度(ISO)作为CCD设备的一个光学成像参数,描述了其捕捉光线的敏感程度。感光度越高,曝光时间就可以缩短很
在现代钢铁连铸生产方式中,钢包下渣检测方法是提高连铸生产力,保证钢水纯净度,提高产品质量的关键因素。本文在对国内外连铸下渣自动检测技术广泛调研和分析的基础上,结合国
无线传感器网络(WSN)与AdHoc网络有很大的相似之处,也是一个由大量传感器节点组成的,采用无线通信方式的、动态组网的、多跳的移动性对等网络。无线传感器网络同时也与AdHoc网
学位
静止同步补偿器在电力系统中的应用日益广泛,起到了提高电力系统功率因数、消除高次谐波的作用,显著提高了电网的供电品质,减小了馈电线路的线路损耗。目前静止同步补偿器主要应
对混沌现象的研究是非线性科学中重要课题之一,混沌运动是一种确定性的类随机运动,它广泛存在于客观世界中,基于混沌的奇异特性,不施加控制的混沌将无法应用,混沌控制是混沌
当今航天器的结构日益复杂,执行的任务越来越多种多样,所面临的干扰也越来越难以描述,航天器的姿态控制显得愈发复杂和重要。一些任务要求航天器有很高的指向精度并且能够快
本文论述了网络管理发展历史、网络管理协议的相关理论,分析了网络管理的基本模型,根据乘客信息服务系统的特点,制定了网络管理软件的功能模块,并且对基于简单网络管理协议的乘客
精确、可靠的焊缝跟踪传感系统是焊接自动化研究的主要内容之一。在众多的传感方式中,结构光视觉传感以其较高的精度和广泛的适应性而备受重视。但是目前国内市场上成型的结
本文针对垂直搜索引擎“专”的特点,主要研究了产品层次信息抽取和用户产品查询扩展两个问题,主要创新工作和成果如下:第一,提出了基于网页分析的产品层次抽取算法。该算法挖