非线性系统的自适应模糊控制及性能研究

发布时间：2017-09-15 01:42

  本文关键词：非线性系统的自适应模糊控制及性能研究

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【摘要】：本文针对几类状态不可测的非线性不确定系统，结合自适应模糊控制和反步递推设计方法，研究模糊状态观测器的设计，具有指定性能的自适应模糊输出反馈控制设计，及模糊闭环系统的稳定性和收敛性等问题。具体内容如下： （1）针对一类状态不可测的单输入单输出非线性不确定系统，应用模糊逻辑系统对被控对象建模，提出了模糊状态观测器的设计方法，实现了对系统状态的估计；将自适应反步递推设计和指定性能理论结合，给出了一种自适应模糊指定性能输出反馈控制方法；基于李亚普诺夫稳定性理论，证明了模糊闭环系统的稳定性和收敛性。仿真结果进一步验证了所提控制方法的有效性。 （2）针对一类含有未建模动态的单输入单输出状态不可测的非线性不确定系统，应用模糊逻辑系统对被控对象建模，提出了模糊状态观测器的设计方法，，解决了系统状态不可测问题；通过引入动态信号和改变供应函数的方法处理未建模动态；将自适应反步递推设计和指定性能理论结合，给出了一种鲁棒自适应模糊指定性能输出反馈控制方法。在上述研究的基础上，为克服传统的反步递推设计方法所固有的“计算膨胀”问题，引进了动态面技术，给出了一种简化的含有指定性能的鲁棒自适应模糊输出反馈控制方法；基于李亚普诺夫稳定性理论，证明了闭环系统的稳定性、收敛性和鲁棒性。仿真结果进一步验证了所提控制方法的有效性。 （3）针对含有随机干扰的单输入单输出状态不可测的非线性不确定系统，应用模糊逻辑系统对被控对象进行建模，提出了模糊状态观测器的设计方法，实现了对系统状态的估计；将自适应反步递推设计和指定性能理论结合，给出了一种自适应模糊指定性能控制方法；基于随机李亚普诺夫函数理论，证明了闭环随机系统在概率意义下是半全局一致最终有界的。仿真结果进一步验证了所提出控制方法的有效性。 （4）针对一类状态不可测的多输入多输出非线性不确定系统，应用模糊逻辑系统对被控对象进行建模，提出了多变量模糊状态观测器的设计方法，解决了系统状态不可测问题；将自适应反步递推设计和指定性能理论结合，给出了一种带有指定性能的自适应模糊输出反馈控制方法；基于李亚普诺夫稳定性理论，证明了模糊闭环系统的稳定性和收敛性问题。仿真结果进一步验证了所提出控制方法的可行性和有效性。
【关键词】：非线性系统 自适应模糊控制 指定性能 模糊状态观测器 稳定性分析
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O231
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 选题的背景和意义10-11
• 1.2 非线性不确定系统的自适应模糊反步递推控制的发展11-12
• 1.3 指定性能控制理论的研究现状12-13
• 1.4 本文的主要工作13
• 1.5 预备知识13-15
• 2 非线性不确定系统的自适应模糊指定性能控制15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 系统描述和预备知识15-16
• 2.3 模糊状态观测器设计16-17
• 2.4 自适应模糊输出反馈控制器设计和稳定性分析17-19
• 2.5 稳定性分析19-21
• 2.6 仿真研究21-28
• 2.7 本章小结28-29
• 3 含有未建模动态的非线性不确定系统的自适应模糊指定性能控制29-66
• 3.1 引言29
• 3.2 含有未建模动态的非线性系统的自适应模糊指定性能控制29-43
• 3.2.1 系统描述和预备知识29-31
• 3.2.2 模糊状态观测器的设计31-33
• 3.2.3 自适应模糊输出反馈控制器设计和稳定性分析33-39
• 3.2.4 仿真研究39-43
• 3.3 含有未建模动态的非线性系统的动态面自适应模糊指定性能控制43-65
• 3.3.1 系统描述和预备知识43-44
• 3.3.2 模糊状态观测器的设计44-46
• 3.3.3 自适应模糊输出反馈控制器设计和稳定性分析46-54
• 3.3.4 仿真研究54-65
• 3.4 本章小结65-66
• 4 含有随机干扰的非线性不确定系统的自适应模糊指定性能控制66-77
• 4.1 引言66
• 4.2 非线性系统描述和预备知识66-67
• 4.3 模糊状态观测器的设计67-68
• 4.4 自适应模糊输出反馈控制器设计和稳定性分析68-70
• 4.5 稳定性分析70-73
• 4.6 仿真研究73-76
• 4.7 本章小结76-77
• 5 多输入多输出非线性不确定系统的自适应模糊指定性能控制77-95
• 5.1 引言77
• 5.2 非线性系统描述和预备知识77-78
• 5.3 模糊状态观测器设计78-80
• 5.4 自适应模糊输出反馈控制器设计和稳定性分析80-84
• 5.5 仿真研究84-94
• 5.6 本章小结94-95
• 6 结论95-96
• 参考文献96-100
• 攻读硕士期间参与科研项目及发表学术论文情况100-101
• 致谢101

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘国荣,万百五;一类非线性MIMO系统的直接自适应模糊鲁棒控制[J];控制理论与应用;2002年05期

2 ;Adaptive Fuzzy Control for a Class of MIMO Nonlinear Systems with Unknown Dead-zones[J];自动化学报;2007年01期

本文编号：853608