收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

非线性系统全局鲁棒自适应输出调节及其应用

蒋沅  
【摘要】:在系统受到不确定性和外部非期望信号干扰下,设计一个反馈控制器,在保持闭环系统稳定的同时,实现系统输出渐近地跟踪一类预先给定的外部参考信号并抑制扰动输入,是控制理论中的一个非常重要问题。当外部参考信号和外部干扰输入信号是由同一个被称为外部系统的自治微分方程产生时,这个问题被称作伺服控制问题,也称为输出调节问题。近年来国内外众多学者对输出调节问题,特别是非线性输出调节问题进行了深入的研究,其研究内容从确定系统的输出调节问题深入到不确定系统的鲁棒输出调节问题,再进一步扩展到外部信号(参考信号和扰动信号)未知的输出调节问题。但是,当考虑被控对象的鲁棒性时,这些研究工作主要关注的是在外部系统是线性中性稳定下的情况,即在鲁棒输出调节问题中的外部信号只能是常值和有限个正弦或者余弦信号的组合,而对外部系统是非线性的情况,并没有得到很好的关注。而许多工程系统,例如:涡轮机、发电机、电力柔性结构、通信电路等容易受到由非线性外部系统产生的振荡输入或者扰动的影响。系统输出受此类振荡输入信号影响被称为非谐波强迫振动,非谐波强迫振动会对工程系统产生一些不良的影响,例如噪音、疲劳、降低精度和耐用性、降低可靠性和不定时的关闭。因此,减少或者消去由非线性外部系统所产生的有害振荡对于系统的稳定性至关重要。 本论文主要研究外部系统是非线性情况下的全局干扰抑制和全局鲁棒输出调节问题。第一部分旨在对非线性系统全局鲁棒输出调节问题中所能允许的外部信号做一些拓展性研究;第二部分则给出了输出调节问题在一些实际问题中的应用研究。论文研究的主要内容有: 第一章,对当前输出调节理论的发展状况进行了分析、归纳和总结,说明了本文研究的主要内容。 第二章,介绍了论文涉及到的基础概念和主要理论,包括Lyapunov稳定性概念及稳定性定理,自适应控制设计工具,非线性输出调节理论的基础性工作及系统浸入的概念和性质。 第三章,研究了一类仿射非线性系统在非线性外部系统作用下的全局干扰抑制问题,给出了新的非线性内模和状态反馈调节器的设计,保证了闭环系统状态渐近趋于零。同时以带不确定参数的Van der Pol电路为例,仿真结果表明了所提出的干扰抑制算法的有效性,并且验证了所设计的状态反馈调节器具有鲁棒性。特别地,本章首次对Duffing混沌振动系统设计了一个非线性内模和状态反馈调节器,并且用仿真结果验证了所提出的干扰抑制算法可以完全抑制混沌干扰信号输入。 第四章,基于拓展的稳态发生器和内模定义,把Chen和Huang的工作推广至非线性外部系统作用下的仿射非线性系统全局干扰抑制问题的情形,设计了新的非线性内模和状态反馈调节器。本章以经典的Van der Pol振子为例,仿真结果验证了所提出的干扰抑制算法的有效性。 第五章,研究了一类扩展输出反馈系统在非线性外部系统作用下的全局干扰抑制问题,给出了新的非线性内模和自适应输出反馈调节器的设计,并且对于系统中含有的未知线性不确定参数,设计了新的自适应律,保证了闭环系统输出渐近趋于零。同时以带不确定参数的Van der Pol电路为例,仿真结果表明了所提出的干扰抑制算法的有效性,并且验证了所设计的自适应输出反馈调节器具有鲁棒性。特别地,本章首次对Duffing混沌振动系统设计了一个非线性内模和输出反馈调节器,并且用仿真结果验证了所提出的干扰抑制算法可以完全抑制混沌干扰信号输入。 第六章,基于拓展的稳态发生器和内模定义,把Chen和Huang工作推广至非线性外部系统作用下的一类扩展输出反馈系统的全局干扰抑制问题,设计了新的非线性内模和自适应输出反馈调节器。本章以经典的Van der Pol振子为例进行仿真,仿真结果验证了所提出的干扰抑制算法的有效性。 第七章,研究了基于内模原理的外界电场激励下Modified FitzHugh-Nagumo(MFHN)神经元模型混沌鲁棒控制问题。对于给定的一类外界激励电流F(t)=(A/σ)cos(σt),其中外激强度A和外激频率σ是未知的,也就是说,在这个问题中,外界激励电流信号是未知的。本章首先研究了一类不确定非线性输出反馈系统在外部系统含不确定性的情况下的全局鲁棒自适应输出调节问题。然后,把在外界激励电流作用下的MFHN神经元模型的混沌鲁棒控制问题转化为输出反馈系统的鲁棒输出调节问题,并且设计了非线性自适应内模和自适应输出反馈控制器,解决了受控MFHN神经元模型的混沌鲁棒控制问题。仿真结果说明了所提出的算法的有效性,并且验证了所设计的反馈调节器具有鲁棒性。 第八章,研究了Modified FitzHugh-Nagumo(MFHN)神经元模型在一类非线性振子激励下的混沌鲁棒控制问题。首先,研究了一类不确定非线性输出反馈系统在非线性外部系统作用下的全局鲁棒自适应输出调节问题。然后,把在非线性振子Van der Pol电路激励下的MFHN神经元模型的混沌鲁棒控制问题转化为输出反馈系统的鲁棒输出调节问题,并且设计了非线性内模和自适应输出反馈控制器,解决了受控MFHN神经元模型的混沌鲁棒控制问题。同时以带不确定参数的Van der Pol电路为例,仿真结果说明了所提出算法的有效性,并且验证了所设计的反馈调节器具有鲁棒性。 第九章,对论文进行了总结并对今后的研究方向进行了展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 欧阳玲,陈佳实,李彦平;液压伺服系统的自适应控制[J];机械设计与研究;1986年06期
2 吴士昌;初振友;;高阶对象自适应跟随低阶模型的一种设计法[J];燕山大学学报;1988年02期
3 陈宗基;自适应控制的非自治差分方程的指数稳定性(英文)[J];控制理论与应用;1989年04期
4 周洪,路甬祥;采用自适应控制的电-气比例/伺服控制系统的研究[J];信息与控制;1989年05期
5 龙绪明;智能机器人自适应控制的分布式计算机系统[J];电子元件与材料;1989年06期
6 初振友;吴士昌;;滞后对象的连续模型参考自适应控制[J];燕山大学学报;1990年02期
7 周德云;陈新海;佟明安;;一种新的鲁棒多变量广义预测控制算法[J];控制与决策;1992年06期
8 彭小奇;周孑民;梅炽;姚汝信;唐英;;炼镍用矿热电炉生产过程的计算机辅助模糊自适应控制[J];中南大学学报(自然科学版);1993年06期
9 于健;谢宗安;;一种模型参考时滞跟踪自适应控制新方法[J];贵州工业大学学报(自然科学版);1993年04期
10 王丽艳,金志立,曹泛;模糊调节策略在模型参考自适应控制中的应用[J];北京理工大学学报(英文版);1995年01期
11 刘丁,田健;控制中的神经网络[J];西安理工大学学报;1996年02期
12 樊丁,李润之;多约束自适应控制在航空发动机自动试车中的应用[J];航空动力学报;1997年04期
13 陶永华,张捍东;自动化技术专题讲座(Ⅲ)──自适应控制技术与应用[J];基础自动化;1997年02期
14 王佳,吴晓蓓,徐志良;一类复杂系统的分布式模型参考自适应控制[J];东南大学学报(自然科学版);2004年S1期
15 李捷,王伟智,朱敏琛;基于神经网络的预测控制[J];兵工自动化;2005年03期
16 闫育周,赵永强,王纪森;基于动态神经网络自适应控制的主动悬架系统[J];计算机仿真;2005年07期
17 鄢春艳;邓学雄;李伟光;赖兴余;;加工过程的神经网络自适应控制[J];江西农业大学学报;2005年06期
18 丛明;黄苏南;;Duffing系统的同步化控制研究[J];信息与控制;2007年04期
19 刘正华;王青伟;尔联洁;;基于Backstepping的飞行仿真转台自适应摩擦补偿控制(英文)[J];系统仿真学报;2007年19期
20 胡显辉;冯旭;李明;;基于DSP图像处理技术的孤立交叉口自适应控制[J];兵工自动化;2007年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩存武;马晓军;文传源;;一类非最小相位非线性系统的直接自适应控制[A];1994年中国控制会议论文集[C];1994年
2 许建强;袁震东;;基于小波网络的非线性离散系统稳定自适应控制[A];第二十一届中国控制会议论文集[C];2002年
3 师五喜;;一类非线性离散时间系统直接自适应模糊控制[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
4 李洪全;王京;;基于粒子群算法的自适应PID控制[A];冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C];2007年
5 杜涛;符曦;;基于模糊集理论的直流电动机自适应控制器的设计[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(上册)[C];1995年
6 张纪会;武玉强;初学导;;输入受限的自适应控制[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
7 赵国强;罗云林;张静;;神经网络在无刷直流电机控制中的应用[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
8 慕小武;张怀宙;;一类不确定非线性系统基于神经网络的自适应控制[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
9 孟凡利;张承进;;时变随机系统的自适应控制[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
10 田社平;丁国清;林良明;颜德田;;人工肌肉自适应预测控制[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王海瑞;密闭式城市生活垃圾直接气化熔融焚烧过程控制策略研究[D];昆明理工大学;2007年
2 丛佩超;空间机械臂抓取目标的碰撞前构型规划与控制问题研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 王红睿;一类欠驱动系统输出跟踪控制问题的理论和方法研究[D];吉林大学;2009年
4 马博军;欠驱动非线性桥式吊车自动控制系统研究[D];南开大学;2009年
5 唐建林;基于模型的液压六自由度运动平台自适应控制研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
6 张敏;复杂非线性系统的智能自适应控制研究[D];南京航空航天大学;2008年
7 柯海森;不确定非线性系统的控制研究[D];浙江大学;2006年
8 李伟;感应电机的非线性控制研究[D];华南理工大学;2002年
9 郭洪澈;兆瓦级风力发电机组变桨距系统控制技术研究[D];沈阳工业大学;2008年
10 李自强;连续混沌系统的同步问题研究[D];中国海洋大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑莹莹;模糊控制在热风炉控制中的应用研究[D];合肥工业大学;2006年
2 吴健珍;6-DOF并联机器人非线性鲁棒自适应控制[D];燕山大学;2002年
3 于建江;基于后推设计的鲁棒自适应模糊控制研究[D];扬州大学;2004年
4 查富生;高速车铣复合加工中心铣削过程的智能控制[D];兰州理工大学;2005年
5 薛光明;深海集矿机按预定路径自行走控制的研究[D];中南大学;2004年
6 徐志成;基于微粒群优化的控制系统设计研究[D];浙江大学;2006年
7 黄浩;排油污水监控系统的研究与设计[D];浙江大学;2006年
8 王会敏;关于神经网络及其在自适应控制中的应用的研究[D];天津大学;2004年
9 曾华鹏;井式炉控制系统的嵌入式软件设计及其算法研究[D];天津工业大学;2005年
10 徐兆红;电液位置伺服系统的模糊控制研究[D];昆明理工大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 武铠 通讯员 王志岐;吴宏鑫:掌控无限 研究无涯[N];中国航天报;2004年
2 羌菊兴 舒萦 凌鹰鹤 罗文钦(作者单位:宝钢集团宝钢股份公司);自适应控制技术确保精确轧制[N];中国冶金报;2005年
3 本报记者 王笑梅;为了“中国制造”更完美[N];辽宁日报;2009年
4 武铠 王志岐;情系航天[N];大众科技报;2005年
5 本报记者  张少晨;06款梅赛德斯-奔驰Viano上市[N];中国工业报;2006年
6 中国网络通信集团公司江苏省分公司 梁文斌;通信机房节能降耗前景广阔[N];人民邮电;2008年
7 ;透过CIMT2007 认识我国机床工业[N];机电商报;2007年
8 张忠霞;美国计划在太空打造第5代通信和网络系统[N];人民邮电;2008年
9 ;中冶京诚自主研发机电一体化高速线材轧制生产线创新成果达到国际先进水平[N];世界金属导报;2008年
10 张建辉 吴松;TD—SCDMA积跬步 HSDPA以致千里[N];通信产业报;2005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