【摘要】：非仿射非線性系統(tǒng)廣泛存在于實際系統(tǒng)中,控制輸入以非線性隱含的形式作用于系統(tǒng),這對其控制器設計提出了挑戰(zhàn)。本文針對一類不確定嚴格反饋的非仿射非線性系統(tǒng)在輸入/輸出受限、執(zhí)行器故障以及狀態(tài)不可測的情況下展開基于魯棒自適應反推控制研究,主要內容如下:首先,針對一類不確定嚴格反饋非仿射非線性系統(tǒng),提出基于非線性干擾觀測器的滑模動態(tài)面控制方法。為便于利用仿射非線性系統(tǒng)設計控制器,利用泰勒級數在線展開的方式,使不確定嚴格反饋非仿射非線性系統(tǒng)的控制量顯性表達;在此基礎上,針對含有不確定性的非線性系統(tǒng),利用非線性干擾觀測器實現(xiàn)不確定項和干擾項在線實時逼近;以此,結合動態(tài)面和滑模方法,設計滑模動態(tài)面控制器,其中,滑模設計增強了系統(tǒng)的魯棒性,動態(tài)面設計避免了傳統(tǒng)反推控制中的“微分膨脹”問題,并通過Lyapunov函數方法證明閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。仿真結果表明,閉環(huán)系統(tǒng)具有較好的跟蹤性能。其次,針對一類輸入飽和且輸出時變受限的不確定嚴格反饋非仿射非線性系統(tǒng),提出基于Hermite多項式遞歸神經網絡干擾觀測器的反推控制方法。采用近似方法對輸入輸出受限的不確定嚴格反饋非仿射非線性系統(tǒng)進行泰勒級數展開,使非仿射非線性系統(tǒng)中的控制量顯性表達;基于此,利用Hermite多項式遞歸神經網絡干擾觀測器對系統(tǒng)未知復合干擾進行估計;借助非對稱障礙型Lyapunov函數設計基于反推方法的控制器,并依據Lyapunov函數理論證明閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性。仿真結果驗證所提方法的有效性。然后,針對一類執(zhí)行器故障的不確定嚴格反饋非仿射非線性系統(tǒng),提出基于自適應滑模干擾觀測器的容錯反推控制方法。利用全局近似方法將執(zhí)行器故障的不確定嚴格反饋非仿射非線性系統(tǒng)控制量顯性化;在此基礎上,設計自適應滑模干擾觀測器對未知擾動進行估計;提出基于有限時間Lyapunov函數理論的容錯反推控制器設計過程,Lyapunov函數理論證明閉環(huán)系統(tǒng)有限時間穩(wěn)定。仿真結果證明該方法能夠保證閉環(huán)系統(tǒng)的良好性能。最后,針對一類狀態(tài)不可測的不確定嚴格反饋非仿射非線性系統(tǒng),提出基于有限時間干擾觀測器的輸出反饋積分反推控制方法。設計基于tanh函數的擴張狀態(tài)觀測器對非仿射非線性系統(tǒng)狀態(tài)進行觀測;在此基礎上對狀態(tài)不可測的不確定嚴格反饋非仿射非線性系統(tǒng)近似轉換,使控制輸入顯性化;針對狀態(tài)不可測的不確定非線性系統(tǒng),利用有限干擾觀測器對系統(tǒng)不確定性和未知擾動和不確定項進行實時估計;設計積分反推控制器,并利用Lyapunov函數理論證明閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。仿真結果表明,該控制方法能夠保證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP13

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李娜;王汝涼;陳超洋;;基于神經網絡的一類非仿射非線性系統(tǒng)的H_∞控制[J];廣西科學;2010年04期

2 傅勤;楊成梧;;帶有界擾動的一類大型互聯(lián)非仿射非線性系統(tǒng)的魯棒分散控制[J];信息與控制;2008年01期

3 陸璐,李天石,史維祥;仿射非線性系統(tǒng)自學習控制器的研究[J];機器人;1999年01期

4 趙彤;趙品;曲紹華;;一類非仿射非線性系統(tǒng)的神經網絡輸出反饋方案設計[J];青島科技大學學報(自然科學版);2010年01期

5 吳勃;宋建力;;一類非仿射非線性系統(tǒng)混合自適應模糊控制[J];電機與控制學報;2013年05期

6 孟博;井元偉;劉曉平;;基于奇異攝動理論的非仿射非線性系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定(英文)[J];系統(tǒng)仿真學報;2009年05期

7 李平;金福江;梅小華;;帶有時滯的未知非仿射非線性系統(tǒng)自適應模糊跟蹤控制[J];北京工業(yè)大學學報;2014年09期

8 李樹榮;楊青;郭淑會;;基于神經網絡的一類非仿射非線性系統(tǒng)自適應控制[J];系統(tǒng)科學與數學;2007年02期

9 李俊;沈安文;宋保維;徐德民;;一類不確定仿射非線性系統(tǒng)的自適應變結構控制[J];華中科技大學學報(自然科學版);2006年09期

10 任海鵬,劉丁;基于非線性跟蹤的混沌反控制(英文)[J];系統(tǒng)仿真學報;2005年02期

相關會議論文 前10條

1 黃洪藝;彭俠夫;;一類非仿射非線性系統(tǒng)的H_∞控制[A];第二十六屆中國控制會議論文集[C];2007年

2 孫亮;樊銘渠;;一類仿射非線性系統(tǒng)的最優(yōu)控制:改進逐次逼近法[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

3 逄海萍;王璐萍;;一類不確定仿射非線性系統(tǒng)的魯棒近似最優(yōu)滑模控制[A];第二十九屆中國控制會議論文集[C];2010年

4 張仁忠;;時變仿射非線性系統(tǒng)的動態(tài)補償線性化[A];1996年中國控制會議論文集[C];1996年

5 謝亮亮;郭雷;;一類仿射非線性系統(tǒng)適應控制的穩(wěn)定性[A];1997年中國控制會議論文集[C];1997年

6 嚴星剛;;仿射非線性系統(tǒng)的無反饋解耦線性化[A];1994中國控制與決策學術年會論文集[C];1994年

7 張仁忠;;一類時變仿射非線性系統(tǒng)的動態(tài)狀態(tài)反饋線性化的條件[A];1995年中國控制會議論文集（下）[C];1995年

8 任雪梅;黃鴻;龔至豪;;仿射非線性系統(tǒng)神經網絡控制問題的研究[A];1997年中國控制會議論文集[C];1997年

9 封思遠;保宏;;針對非仿射非線性系統(tǒng)的兩種自構架模糊控制算法[A];2014年電子機械與微波結構工藝學術會議論文集[C];2014年

10 孟斌;吳宏鑫;;高超聲速飛行器基于特征模型的自適應控制[A];第二十六屆中國控制會議論文集[C];2007年

相關博士學位論文 前10條

1 張欣;基于神經網絡的非仿射非線性系統(tǒng)近似最優(yōu)控制研究[D];東北大學;2012年

2 陳貞豐;幾類不確定非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性與控制研究[D];廣東工業(yè)大學;2013年

3 文杰;非仿射非線性不確定系統(tǒng)的自適應模糊控制研究及應用[D];南京航空航天大學;2011年

4 孫亮;非線性系統(tǒng)最優(yōu)控制的改進逐次逼近法研究[D];中國海洋大學;2007年

5 張紹杰;一類非線性系統(tǒng)的若干控制問題研究[D];南京航空航天大學;2009年

6 孟范偉;幾類特殊系統(tǒng)的H_∞控制與設計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

7 張濤;非線性系統(tǒng)控制策略的研究[D];浙江大學;2001年

8 趙石鐵（Jo Sok Chol）;不確定非線性系統(tǒng)的魯棒自適應控制及應用研究[D];東北大學;2015年

9 崔黎黎;基于神經網絡的近似動態(tài)規(guī)劃理論及其應用研究[D];東北大學;2011年

10 楊立新;一類隨機非線性系統(tǒng)控制設計算法及應用[D];哈爾濱工程大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 王翠;一類非仿射非線性系統(tǒng)魯棒自適應反推研究[D];濟南大學;2019年

2 王陽;具有零動態(tài)的非仿射非線性系統(tǒng)自適應模糊控制[D];東北大學;2010年

3 趙品;一類非仿射非線性系統(tǒng)輸出反饋自適應控制方案設計[D];青島科技大學;2010年

4 姜珊;非仿射非線性系統(tǒng)自適應模糊控制方法的研究[D];東北大學　;2008年

5 曲紹華;一類非仿射非線性系統(tǒng)的神經網絡自適應控制方案設計[D];青島科技大學;2009年

6 趙永強;仿射非線性系統(tǒng)的神經網絡自適應控制[D];西北工業(yè)大學;2001年

7 張濤;非仿射非線性系統(tǒng)自主構架模糊控制的研究[D];西安電子科技大學;2013年

8 李世平;非仿射非線性系統(tǒng)的迭代學習辨識與控制[D];浙江工業(yè)大學;2009年

9 楊青;一類仿射非線性系統(tǒng)的最優(yōu)滑模跟蹤控制[D];青島科技大學;2011年

10 夏鵬;間歇過程的迭代學習控制研究[D];南京理工大學;2009年

，

本文編號：2699443