收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

带有规定性能的不确定非线性系统自适应神经网络控制

杨雯  
【摘要】:近年来,随着现代科技的不断发展,人们逐渐了解到,许多实际工程系统建模中都不可避免的存在着非线性和不确定因素。因此对于这种同时具有非线性和不确定性优点的不确定非线性系统模型的控制研究具有十分重要的意义。一方面,在诸如机器人系统、机电系统及直升机系统等这样的许多实际系统的运行过程中普遍存在着模糊死区、容错、时变外界干扰等非线性因素。这样的非线性因素的存在不仅严重地影响了系统的期望性能,甚至会直接导致系统不稳定。因此,对于这样带有这些不确定影响的不确定非线性系统的控制研究具有很大的实际价值。另一方面,为了实现期望的性能指标,被控系统的状态、输出以及误差等常常受到一定程度的限制,并且在实际的工业过程中它们的约束边界也可能是时变的。因此,对于这类系统,在设计控制器的过程中如何在考虑这些不确定性因素影响的同时设计一个有效的控制器,不仅要使被控系统稳定,还需保证系统的规定性能。虽然对于这类不确定非线系统的研究已经提出很多有效的控制策略,但仍有很多未充分考虑的控制问题有待去解决。基于国内外研究现状,本论文将结合自适应规定性能控制方法和神经网络后推技术对一类不确定非线性系统进行的研究工作如下:首先针对一类带有模糊死区输入和规定性能的不确定非线性系统,设计了一个基于观测器的自适应神经网络控制方案。在后推控制设计过程中,引入性能函数、转换误差,构造有效的观测器、模糊控制器以及自适应律。结合李雅普诺夫稳定性判据,证明了所提出的控制方案可以保证系统稳定的同时,还可以保证跟踪误差严格的在预先定义的边界内演变。并且仿真结果验证了所提控制策略的可行性。其次研究了具有事件触发和规定性能的状态受限非严格反馈非线性系统的自适应神经网络固定时间控制问题。为了满足规定性能和状态约束,控制器设计过程中引入了转换的性能函数和非对称的barrier李雅普诺夫函数。对于系统中不可测的状态,设计模糊观测器对其进行观测。对于非严格反馈非线性系统的代数环问题,本章节多引入了一个自适应律来克服后推过程中对于非严格反馈形式的当前步的下一步状态变量不可用的困难。此外,为了避免“复杂度爆破”问题,本章节还引入了动态面技术。同时,结合相对阈值策略控制技术,设计出了一个事件触发的自适应神经网络固定时间控制器。通过固定时间稳定性分析,闭环信号在固定时间内是有界的且跟踪误差能够在预先定义的区域内演变,且所有状态不违背约束边界。并通过两个仿真例子测试了该方法的有效性。此外针对具有时变非对称状态约束和规定性能的非线性大系统,在考虑无限次时变执行器故障的情况下,提出了一个有效的基于命令滤波的神经网络分散自适应控制策略。通过引入性能函数和非线性转换函数,解决了规定性能控制问题和状态约束的问题,并且移除了控制设计中对虚拟控制信号强加的可行性条件。为了解决无限次时变执行器故障问题,引入了投影技术。此外,引入命令滤波技术,降低了设计过程中的计算负担。根据李雅普诺夫稳定性理论,验证了所提出的控制算法能够保证所有的系统信号是有界的,在免于对虚拟控制信号强加的可行性条件的状态下,所有约束不违背,并且即使在允许发生无限次时变执行器故障的情况下跟踪误差可以保持在具有规定性能限制的紧集内。最后,仿真结果进一步验证了所提出控制方案的正确性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前15条
1 王振华;沈毅;张筱磊;;基于增广观测器的非线性系统执行器故障诊断[J];宇航学报;2012年12期
2 朱芳来;李宵峰;岑峰;;具有自适应调节律的非线性系统执行器故障检测和隔离方法[J];控制与决策;2010年03期
3 高闪;梅劲松;;输入非线性系统的执行器故障容错控制[J];信息与控制;2015年04期
4 吉慧芳;郑晓婉;;一类非线性系统执行器故障的故障诊断[J];科协论坛(下半月);2011年01期
5 贾明兴,王福利,郭晓萍;非线性系统在线执行器故障诊断[J];控制与决策;2004年02期
6 陈茂银,周东华;一类非线性系统的故障诊断[J];自动化学报;2004年06期
7 韩冬;朱芳来;;一种基于降维干扰解耦的鲁棒执行器故障检测与分离[J];中国科学技术大学学报;2013年07期
8 陈滟涛;杨俊起;钱伟;;基于降维观测器和超螺旋算法的执行器故障重构方法[J];信息与控制;2013年05期
9 孙黎;;执行器故障诊断的方法[J];中国水运(学术版);2007年10期
10 和卫星;陈晓平;;传感器和执行器故障检测与隔离方法[J];江苏大学学报(自然科学版);2008年04期
11 罗跃生;温秀平;龚新平;付丽荣;张醒研;;带有执行器故障的非线性系统的H_∞容错控制[J];控制工程;2012年01期
12 王政;;自动调节系统执行器常见故障分析及对策[J];中国盐业;2012年03期
13 陈永云,刘爱伦;时滞非线性不确定系统执行器故障诊断[J];南通纺织职业技术学院学报;2003年03期
14 王振华;张淼;沈毅;;卫星姿态控制系统执行器故障检测与分离[J];哈尔滨工业大学学报;2013年02期
15 郭颖;王芳;王坤;华长春;;基于干扰观测器的不确定非线性系统的预定性能控制[J];燕山大学学报;2020年04期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 赵瑾;申忠宇;顾幸生;龙素华;;动态不确定系统鲁棒执行器故障检测与重构[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第七分册)[南京理工大学学报(增刊)][C];2009年
2 丁健;颜艳;杨慧中;;执行器故障不确定系统的迭代学习容错控制[A];第31届中国过程控制会议(CPCC 2020)摘要集[C];2020年
3 耿淼;姜斌;郭玉英;杨浩;;执行器故障参数不可测飞行系统的模型跟踪重构控制[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第五分册)[东南大学学报(增刊)][C];2009年
4 陈晶;姜斌;薛铨;陆冬磊;;一类非线性系统的故障诊断及容错控制[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
5 刘博宇;陈东彦;;不确定仿射非线性系统的可靠保性能控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 王冰;季海波;奚宏生;;用圆判据方法设计一类非线性系统的降维鲁棒观测器[A];第二十二届中国控制会议论文集(下)[C];2003年
7 齐欣;宋大雷;冯洋;郭晓楠;;面向无人机的线性系统执行器约束条件下的卡死故障补偿方法研究[A];2019年(第四届)中国航空科学技术大会论文集[C];2019年
8 肖继烈;顾树生;;不确定性非线性系统的基于观测器的鲁棒控制[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
9 郑怀林;陈维南;;具有不可测扰动的非线性系统模糊建模[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1998年
10 冒泽慧;姜斌;;基于自适应观测器的MIMO系统执行器故障调节[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
11 李康元;黄立独;任礼行;梁天培;;结构性能函数近似公式的改进[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1994年
12 郭健;陈庆伟;胡维礼;;补偿预测误差的非线性系统广义预测控制[A];2003年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2003年
13 伍永基;;《产品原材料与配方及性能控制项之间的关系》[A];2020全国纤维水泥与硅酸钙板生产应用技术交流会资料汇编[C];2020年
14 楼旭阳;崔宝同;;不确定时滞非线性混沌系统的鲁棒容错控制[A];第十七届全国过路控制会议论文集[C];2006年
15 赵扬;;自主系统结构性能控制论参数[A];信息科学与微电子技术:中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
16 康永林;;薄板坯连铸连轧技术与钢的组织性能控制[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
17 郑云峰;李建民;李荣辉;;基于状态观测器的船舶航向非线性系统输出反馈控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
18 王江;王先来;王海涛;范铁华;;非线性系统的滑模变结构观测器[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
19 黄诚;叶银忠;潘日芳;;容错控制中传感器、执行器故障模型“全或无状态描述”局限性分析及改进[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
20 吴志强;齐子涵;;一类张力非线性系统的动力学分析[A];第十四届全国振动理论及应用学术会议(NVTA2021)摘要集[C];2021年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 赖冠宇;具有非光滑执行器约束的非线性系统智能控制方法研究[D];广东工业大学;2017年
2 高春岩;基于模型的执行器故障诊断及其在卫星姿控系统中的应用[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 侯传晶;含执行器故障的不确定非线性系统的自适应容错控制[D];上海交通大学;2018年
4 段凯;考虑执行器故障的网络化系统动态量化控制研究[D];上海交通大学;2018年
5 雷美珍;新型无内定子动磁式直线振荡执行器的设计及其关键技术研究[D];浙江理工大学;2014年
6 黄胜绢;非线性控制系统的执行器故障估计方法研究[D];东北大学;2017年
7 张丽丽;一类非线性系统的自适应容错跟踪控制方法研究[D];东北大学;2019年
8 郭斌;具有执行器故障和干扰的非线性系统自适应容错控制研究[D];电子科技大学;2020年
9 马加立;带有执行器故障和时滞的非线性系统的自适应控制[D];南京理工大学;2020年
10 王彩成;严格反馈非线性系统的容错和事件触发控制方法研究[D];东北大学;2018年
11 王敏;动态系统执行器故障的主动容错控制研究[D];清华大学;2007年
12 朱芳来;非线性控制系统观测器研究[D];上海交通大学;2001年
13 李霄剑;鲁棒自适应故障检测与隔离方法研究[D];东北大学;2011年
14 李令莱;非线性系统的鲁棒故障诊断[D];清华大学;2006年
15 于兴虎;复杂非线性系统的自适应容错控制研究[D];哈尔滨工业大学;2020年
16 黄伯敏;仿射奇异非线性系统输出调节问题研究[D];厦门大学;2017年
17 王建晖;带有随机扰动与输入输出约束特性的非线性系统智能控制[D];广东工业大学;2019年
18 张旭;一类非线性系统的前向控制方法及应用[D];哈尔滨工业大学;2018年
19 付沙沙;非线性系统的模糊控制与自适应故障估计[D];哈尔滨工业大学;2019年
20 王鑫;几类分段时滞非线性滤波与控制[D];中国石油大学(北京);2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 杨雯;带有规定性能的不确定非线性系统自适应神经网络控制[D];渤海大学;2021年
2 王伟;非线性系统的执行器故障自适应补偿控制[D];曲阜师范大学;2017年
3 吴雪;一类非线性系统的执行器故障最优自适应补偿控制[D];南京航空航天大学;2017年
4 程鹏;现代航天器姿控系统执行器故障调节技术研究[D];南京邮电大学;2019年
5 杨鹏;执行器故障情况下刚性卫星姿控系统自适应容错控制技术研究[D];南京邮电大学;2019年
6 张恒;一类级联系统执行器故障的自适应诊断[D];厦门大学;2018年
7 许鹏;带有执行器故障非线性系统的智能自适应控制研究[D];辽宁工业大学;2019年
8 刘攀;基于智能汽车制动执行器失效的容错控制策略研究[D];湖南大学;2018年
9 魏薇郦;考虑侧风干扰的ESC系统执行器故障诊断[D];吉林大学;2018年
10 王盼;基于模型的机械臂执行器故障诊断[D];东北大学;2015年
11 周泽鹏;基于滑模观测器的卫星执行器故障诊断与容错研究[D];南京邮电大学;2018年
12 赵选;低轨无拖曳卫星执行器故障下的容错控制算法研究[D];华中科技大学;2016年
13 米林;基于滑模变结构的非线性系统执行器故障容错控制[D];湖南工业大学;2017年
14 高文;几类非线性系统的性能控制研究及应用[D];南昌航空大学;2020年
15 张俊;具有执行器故障的多智能体系统一致性研究[D];天津大学;2014年
16 柏文;几类非线性系统的自适应容错控制[D];渤海大学;2020年
17 李德;一类输入延迟非线性系统的控制研究及应用[D];燕山大学;2017年
18 林浩伟;基于粒子群优化评判网络的未知非线性系统容错控制[D];广东工业大学;2020年
19 张亚男;控制方向未知及输入异常的非线性系统自适应控制研究[D];重庆大学;2020年
20 张翠侠;基于观测器的非线性系统故障诊断研究[D];贵州大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报实习记者 刘宗根 本报记者 徐文擎;陈正宪:控制误差谨慎投资 探索创新寻求共赢[N];中国证券报;2017年
2 本报记者 曹淑彦;今年以来指基跟踪误差分化显著[N];中国证券报;2012年
3 本报记者 王继高;上涨市跟踪误差最大 国富沪深300垫底[N];中国经济时报;2011年
4 本报记者 唐健;跟踪误差拉大 指数基金变味[N];证券时报;2005年
5 Esmaeil Emadoddin 陈小丽 译;CMnSi钢可成功实现性能控制[N];中国冶金报;2013年
6 本报记者 姚婧;杨宇:控制跟踪误差是指数基金的天职[N];中国证券报;2010年
7 本报记者 徐国杰;选指数基金要兼看费率和误差[N];中国证券报;2009年
8 本报记者 马薪婷;工银瑞信何江:减小跟踪误差 做个纯粹的追随者[N];证券日报;2012年
9 张博 张斌华;舟山检验检疫局研发的水尺观测器获国家专利[N];中国国门时报;2010年
10 湖北日报全媒记者 崔逾瑜 通讯员 孙麟;吃饱到吃好,“食变”折射“时变”[N];湖北日报;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978