增益符号未知的不确定非线性系统鲁棒自适应控制

发布时间：2017-11-30 20:11

  本文关键词：增益符号未知的不确定非线性系统鲁棒自适应控制

  更多相关文章： 反推法 调整函数 辅助函数 Nussbaum函数 鲁棒自适应控制

【摘要】：由于非线性系统在现实生活中的广泛应用,对于非线性系统的研究一直是控制理论中的研究重点.在现实应用中非线性系统往往会受到许多不确定因素的影响,如模型误差、死区、饱和输入、滞后、外界扰动等.对于这样的非线性系统,我们很难用精确的数学模型描述系统的动力行为.随着控制理论研究的不断深入,对于非线性系统的不确定性问题,许多学者提出了有效的控制算法.但是,这些控制大部分是在控制系数已知和不确定部分有界的假设下设计的.本文主要研究含有未知高频增益非线性系统以及控制方向未知非线性系统的稳定性问题,在反推法的基础上,对于含有未知高频增益的输出反馈形式非线性系统,由于系统状态的不可检测,从而引入了k滤波器,通过选取恰当的Nussbaum函数以及在第一步中引入辅助函数来解决未知高频增益符号的影响;而对于控制方向未知的非线性系统,通过应用调整函数来解决过参数化问题.考虑到在实际的工程应用中,系统参数是部分已知或是未知的.针对这些条件限制,本文对于上述两个非线性系统的鲁棒自适应控制,提出的控制算法无需控制系数以及参数变量的先验知识,通过对未知参数的在线估计以及辅助函数消除环境变化以及外界干扰对被控对象的影响,并且在控制律中巧妙地运用调整函数以及Nussbaum函数.得到的两个结论如下:(1)针对一类含有未知高频增益的非线性系统,设计了一种鲁棒自适应控制器,在Backstepping反推法的基础上,根据Lyapunov理论以及引入辅助函数来消除未知高频增益符号的影响,从而证明闭环系统所有信号有界.(2)针对一类控制方向未知的非线性系统,研究了系统的跟踪问题以及解决系统存在的过参数化问题.依据Lyapunov稳定性分析,设计适当的自适应控制律,在反推法的基础上选取恰当的Nussbaum函数,使得系统能渐进跟踪到期望轨迹,且跟踪误差渐近收敛到零;选取适当的调整函数解决过参数化问题,从而使得系统稳定.
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O231

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本文编号：1240353