Lagrange网络的实用同步与控制及其相关问题的研究

发布时间：2017-08-20 00:17

  本文关键词：Lagrange网络的实用同步与控制及其相关问题的研究

  更多相关文章： 实用同步 Lagrange网络 主-从混沌系统 牵制控制 脉冲控制 PD反馈控制 输出反馈控制

【摘要】：网络化Lagrange系统(Lagrange网络)的同步与控制已经成为非线性动力学与控制领域中关注的热点之一。这主要是因为经典的Lagrange方程可以用来描述诸如机械臂、飞行器及行走机器人等大量的力学系统,而Lagrange网络具有更为广泛的工程应用,尤其是在复杂与集成化的生产过程中,如多机械臂协调、飞行器编队及移动传感网络等。本文从非线性动力学与控制的角度,研究了Lagrange网络的实用同步与控制及其相关问题。主要工作概括为以下几点：一.受扰动的Lagrange网络的牵制实用同步。将局部线性反馈控制施加于部分智能体上使得受扰动的网络化恒同Lagrange系统达到实用同步,这里所考虑的Lagrange网络的拓扑包括无向图和有向图两种情况。基于实用稳定性理论和矩阵理论知识,得到了一些简单易行的同步判据。此外,还讨论了牵制控制中的两个重要问题：1)至少选取几个智能体作为牵制节点?2)选取怎样的智能体作为牵制节点?最后,以恒同的8个2-连杆机械臂组成的网络为例子,验证了所设计的控制策略是有效的。二.参数不确定的Lagrange网络的脉冲实用跟踪同步。将脉冲控制策略用于实现参数不确定的Lagrange网络达到实用跟踪同步,这里的智能体可以是非恒同的。我们得到了一些简单的代数型判据实现网络在无通讯时滞和有通讯时滞时都达到实用跟踪同步。这些判据可以使Lagrange网络在任意的初始条件下都能跟踪到期望的时变轨道上,并且跟踪误差控制在期望的范围内。作为理论结果的直接应用,以4个非恒同的移动机器人组成的网络为例子,数值模拟结果验证了所考虑网络可以达到实用跟踪同步。三.具有参数失配的主-从二阶非自治混沌系统的实用同步。将PD反馈控制和输出反馈控制用于实现具有参数失配的一类二阶非自治混沌系统在主-从同步框架下达到实用同步。基于实用稳定性理论,得到了一些简单的代数型同步判据。不失一般性,这里所考虑的参数失配既可以是系统中的参数存在失配,也可以是外激励中的参数存在失配,并且参数失配的值可以不确定,而只须知道参数失配值的界。最后,以水平平台系统和Duffing-Van der Pol振子为例子,验证了所提供的控制策略是有效可行的。
【关键词】：实用同步 Lagrange网络 主-从混沌系统 牵制控制 脉冲控制 PD反馈控制 输出反馈控制
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O322
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-14
• 符号及释义对照表14-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 引言15-16
• 1.2 研究的背景及意义16-18
• 1.3 主要的研究工作和创新点18-21
• 第二章 预备知识21-27
• 2.1 实用稳定性理论21-22
• 2.2 Lagrange动力学方程22-24
• 2.3 代数图论24-25
• 2.4 矩阵理论知识25-27
• 第三章 Lagrange网络的牵制实用同步27-55
• 3.1 引言27-29
• 3.2 问题描述29-31
• 3.3 无向Lagrange网络的牵制实用同步31-36
• 3.3.1 牵制控制策略及同步判据31-35
• 3.3.2 牵制可控性分析35-36
• 3.4 有向Lagrange网络的牵制实用同步36-41
• 3.4.1 牵制控制策略36-37
• 3.4.2 实用同步判据37-41
• 3.5 应用例子和数值模拟41-53
• 3.5.1 2-连杆转动机械臂41-42
• 3.5.2 机械臂无向网络的实用同步和完全同步42-47
• 3.5.3 机械臂有向网络的实用同步和完全同步47-53
• 3.6 本章小结53-55
• 第四章 参数不确定的Lagrange网络的脉冲实用跟踪同步55-77
• 4.1 引言55-56
• 4.2 问题描述及脉冲控制策略56-58
• 4.3 Lagrange网络的实用跟踪同步判据58-67
• 4.3.1 无通讯时滞网络的实用跟踪同步58-62
• 4.3.2 有通讯时滞网络的实用跟踪同步62-67
• 4.4 应用例子及数值模拟67-75
• 4.4.1 3自由度移动机器人67-69
• 4.4.2 无通讯时滞移动机器人网络达到跟踪同步69-72
• 4.4.3 有通讯时滞移动机器人网络达到跟踪同步72-75
• 4.5 本章小结75-77
• 第五章 具有参数失配的主-从二阶非自治混沌系统的实用同步77-97
• 5.1 引言77-78
• 5.2 同步框架及误差系统78-80
• 5.3 PD反馈控制及同步判据80-83
• 5.4 输出反馈控制及同步判据83-86
• 5.5 应用例子和数值模拟86-95
• 5.5.1 水平平台系统的同步控制87-91
• 5.5.2 Duffing-Van der Pol振子的同步控制91-95
• 5.6 本章小结95-97
• 第六章 总结与展望97-101
• 6.1 本文工作总结97-98
• 6.2 未来工作展望98-101
• 参考文献101-109
• 攻读博士学位期间完成的工作109-111
• 致谢111

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本文编号：703695