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基于后推法的一类非线性系统控制设计

李晓丽  
【摘要】: 随着科学技术的进步,现代工业过程日趋复杂,过程的严重非线性性、不确定性、多变量、时滞、未建模动态和有界干扰,使得控制对象的精确数学模型难以建立,单一应用传统的控制理论和方法难以满足复杂控制系统的设计要求。而模糊控制则无需知道被控对象的精确数学模型,且模糊算法能够有效地利用专家所提供的模糊信息知识,处理那些定义不完善或难以精确建模的复杂过程。因此,模糊控制成为近年来国内外控制界关注的热点研究领域。另外,后推设计作为非线性系统自适应控制的重要手段,越来越受到人们的重视。本论文主要基于后推方法研究了三类严格反馈非线性系统的鲁棒自适应模糊控制器设计问题。主要内容如下: 首先,针对一类简单的严格反馈非线性系统,基于后推设计方法,利用第一型模糊逻辑系统的逼近能力,提出了间接和直接鲁棒自适应模糊控制器的设计方案,两种方案都能保证跟踪误差收敛到零的一个小邻域内,并由仿真算例验证所提出方法的有效性。 其次,在第一章的基础上将系统推广到更一般的严格反馈非线性系统,该系统不但具有扰动不确定项,而且包含虚拟增益和控制增益不确定非线性项。通过李亚普诺夫方法,证明了所有闭环系统信号是一致有界的,同时跟踪误差收敛到原点的一个小邻域中。仿真结果验证了该方法的有效性。 再次,针对一类具有时变时滞的严格反馈非线性系统,基于后推设计方法,利用第一类模糊系统的逼近能力,提出了一种新的直接和间接自适应控制方案。所确定的控制器确保所有闭环系统信号的有界性,同时跟踪误差收敛到零的一个小的邻域内。仿真结果表明了该方法的有效性。 最后,是全文的总结以及展望。


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