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两类复杂系统的自适应控制问题研究

张珂  
【摘要】: 本文主要研究了两类系统的自适应控制问题:1.相对阶为2的MIMO系统的鲁棒直接模型参考自适应控制方案;2.一类时变关联系统的分散自适应输出反馈控制问题.分为以下两部分: 1.相对阶为2的鲁棒直接模型参考自适应控制方案 考虑下列具有输入干扰的线性时不变系统:y(t)=G_p(s)u+d,其中G_p(s)是系统的传递函数,且有一致的相对阶2,即lim_(s→∞)s~2G_p(s)=K_p,有限且非奇异的矩阵K_p为高频增益矩阵,d为有界干扰. 控制目标是设计输出反馈控制器u使得闭环系统的所有信号一致有界,并且系统的输出y尽可能的跟踪下列参考模型的输出yM yM(t)=W_m(s)r(t),其中参考模型的输入r(t)及r(t)都是一致有界的.为了实现该控制目标,第二章提出了系统假设和参考模型假设. 该部分针对具有输入干扰且相对阶为2一般系统,考虑了鲁棒直接模型参考自适应控制问题,并严格分析了闭环系统的稳定性与跟踪性能. 2.时变关联系统的分散自适应输出反馈控制 考虑由N个时变子系统组成的关联系统,第i个子系统表示如下:其中u_i(t),y_i(t)∈R分别表示第i个子系统的输入和输出,f_(ij)~'(t,y_j)∈R~(n_i),△_(ij)(s)y_j(i≠j)分别表示第j个子系统到第i个子系统的静态关联项和动态关联项,△_(ii)(s)表示第i个子系统的未建模动态,μ_(ij),μ_(ii)0(i,j=1,…,N)分别表示动态关联项和未建模动态的幅值,ω_i(t)∈R~(n_i)表示第i个子系统的外界干扰.控制目标是设计分散自适应输出反馈控制器,使得闭环系统的所有信号有界,且输出y_i收敛于零. 该部分通过引入输入滤波器及一系列坐标变换,得到一闭环系统.基于该系统,给出了一种分散自适应输出反馈控制器的设计方案.当时变参数的变化率属于L_1∩L_∞,外界干扰属于L_2∩L_∞,未建模动态的幅值在某些范围内变化时,证明了闭环系统的所有信号都有界,且每一个子系统的输出收敛于零.仿真例子验证了控制方案的有效性.


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