随机大系统的模糊自适应控制及稳定性分析

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本文针对一类动态不确定随机非线性大系统,应用模糊逻辑系统对其进行建模,基于模糊自适应Backstepping设计技术,结合分散控制与随机控制理论等方法,研究了一类不确定随机非线性大系统的控制器设计及稳定性分析问题。其具体内容如下:(1)针对一类控制方向未知且状态不可测的不确定随机非线性大系统,应用模糊逻辑系统去逼近未知非线性函数,设计K-滤波器实现对系统的状态估计。引入Nussbaum函数技术处理控制方向未知问题,基于Backstepping分散控制方法,提出了一种自适应backstepping分散控制方法。应用Lyapunov函数理论证明了整个闭环系统在概率意义下的稳定性。通过仿真实例进一步验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。(2)针对一类含有未知死区且状态不可测的不确定随机非线性大系统,应用模糊逻辑系统对其建模,设计模糊状态观测器解决系统中状态不可测问题。引入动态信号和改变供应函数技术处理未建模动态问题,结合Backstepping分散控制技术,给出了模糊自适应控制器的设计方法。应用Lyapunov函数理论证明了整个闭环系统在概率意义下的稳定性,同时使得输出收敛到原点的一个小的邻域内。通过仿真实例进一步验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。(3)针对一类含有未知死区且状态不可测的纯反馈随机非线性大系统,应用模糊逻辑系统去逼近未知非线性函数,设计k-滤波状态观测器去估计不可测状态,结合backstepping设计技术,给出了自适应模糊分散控制器的设计方法,证明了系统中所有变量依概率有界。通过仿真实例进一步验证了本章提出的控制方法的可行性和有效性。(4)针对含有执行器故障与动态干扰且状态不可测的随机非线性大系统,利用改变供应函数的技术处理系统中的未建模动态,结合Backstepping分散控制方法、动态面控制技术,给出了自适应分散跟踪容错控制器的设计方法,应用Lyapunov稳定理论,证明了整个闭环系统在概率意义下有界,同时使得输出跟踪给定的参考信号。通过仿真实例进一步验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。(5)针对含有输入饱和且状态不可测的多输入多输出(MIMO)纯反馈随机非线性系统,应用模糊逻辑系统与光滑函数去逼近系统中未知非线性函数与输入饱和,设计状态观测器去估计不可测状态,结合Backstepping控制技术,给出了自适应模糊输出反馈跟踪控制器的设计方法,使得系统中的所有变量依概率有界,并且能够保证跟踪误差收敛到原点的一个小的邻域内。通过仿真实例进一步验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。
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