基于观测器的非线性系统鲁棒自适应模糊控制

【摘要】：实际中,被控对象的数学模型往往很难精确得到的。具有模糊IF-THEN规则集的模糊系统在给定的紧集内能一致逼近任意非线性不确定连续函数到任意精度。因为不需要系统有精确的数学模型,因此,模糊控制成功应用到许多实际问题上。 另外,近年来自适应模糊控制的研究得到迅速发展。然而,许多方案是在假设系统的状态是可测的条件下进行设计。但在实际中,系统状态是很难测得的。 本文针对一类不确定非线性系统提出了基于观测器的间接和直接鲁棒自适应模糊控制方法。主要内容分为两个部分:第一部分设计了状态观测器来估计系统的不可测状态,利用H∞鲁棒控制理论和模糊系统是万能逼近器的特点,提出了一种间接型鲁棒自适应模糊控制设计方法,利用李雅普诺夫第二方法,证明了闭环控制系统状态是有界的和跟踪误差衰减到指定的水平度。第二部分针对具有外界干扰和建模误差的不确定SISO非线性系统,基于一种修改的监督控制方案,设计了一种具有监督控制能力的鲁棒自适应模糊控制器。该控制器的特点是如果模糊控制系统运行良好,则监督控制器停止工作,如果模糊控制系统趋于不稳定,则监督控制器开始工作以确保稳定性。自适应律是利用李雅普诺夫综合分析法和系统的设计过程获得。最后通过仿真结果验证了该方法的有效性和可行性。