隨著計(jì)算機(jī)控制理論深入研究與廣泛應(yīng)用,大多數(shù)復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題都可以轉(zhuǎn)換為非線性離散時(shí)間系統(tǒng)的控制問(wèn)題。由于實(shí)際工業(yè)被控對(duì)象大都具有非線性、多工況、快時(shí)變等特點(diǎn),傳統(tǒng)控制方法難以獲得令人滿意的控制效果。基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性自適應(yīng)控制可以成功的對(duì)非線性系統(tǒng)進(jìn)行辨識(shí)與控制,但是由于多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和非線性映射的復(fù)雜性,此類系統(tǒng)的穩(wěn)定性難以分析。多模型自適應(yīng)控制方法能夠在保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性同時(shí)提高系統(tǒng)的控制性能,但是該方法假設(shè)非線性系統(tǒng)的高階非線性項(xiàng)是全局有界的,零動(dòng)態(tài)全局一致漸近穩(wěn)定,這限制了該方法的應(yīng)用范圍。為了拓展多模型自適應(yīng)控制方法的適用范圍,本文提出了幾類改進(jìn)的多模型自適應(yīng)控制方法,逐步放寬非線性系統(tǒng)的假設(shè)條件,從而擴(kuò)寬了多模型自適應(yīng)控制方法的應(yīng)用范圍。本文的主要研究工作歸納如下：(1)針對(duì)一類由非線性自回歸滑動(dòng)平均模型描述的非線性離散時(shí)間系統(tǒng),提出了一種新的多模型自適應(yīng)控制方法�？刂破饔煞蔷�性魯棒自適應(yīng)控制器、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性自適應(yīng)控制器和切換機(jī)構(gòu)組成。該方法把系統(tǒng)非線性項(xiàng)的全局有界條件放寬為零階接近有界,拓寬了控制系統(tǒng)的適用范圍。通過(guò)增加對(duì)系統(tǒng)的互作用矩陣和傳遞函數(shù)的合理假設(shè),將該方法推廣到非線性多變量系統(tǒng)的控制中。論文證明了該類控制系統(tǒng)的有界輸入有界輸出(BIBO)穩(wěn)定性和跟蹤誤差的收斂性,并且進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。(2)為了進(jìn)一步擴(kuò)大多模型自適應(yīng)控制方法的應(yīng)用范圍,針對(duì)線性有界非線性離散系統(tǒng),提出了一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多模型自適應(yīng)控制方法。該方法利用線性模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型同時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行辨識(shí)。在每一個(gè)系統(tǒng)時(shí)刻,由切換機(jī)構(gòu)選擇性能較好的控制器進(jìn)行控制。該方法通過(guò)引入帶正則化的魯棒自適應(yīng)律來(lái)更新線性模型參數(shù),將系統(tǒng)非線性項(xiàng)的有界條件放寬到線性有界,也不再要求系統(tǒng)具有一致漸近穩(wěn)定的零動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。論文對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)中所有信號(hào)的有界性和跟蹤誤差的收斂性進(jìn)行了理論證明和仿真驗(yàn)證。(3)針對(duì)一類差分線性有界的非線性離散時(shí)間系統(tǒng),提出了多模型直接自適應(yīng)控制方法。該方法通過(guò)引入增量模型和動(dòng)態(tài)正則化的自適應(yīng)律,將系統(tǒng)非線性項(xiàng)的有界條件放寬至差分線性有界。當(dāng)該類系統(tǒng)的零動(dòng)態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí),提出了基于極點(diǎn)配置控制策略的非線性多模型間接自適應(yīng)控制方法。論文證明了閉環(huán)控制系統(tǒng)輸入輸出信號(hào)的有界性。(4)針對(duì)一類未知參數(shù)屬于有限集的不確定非線性離散時(shí)間系統(tǒng),提出了一類非線性多模型自適應(yīng)控制方法。該方法由有限多個(gè)非線性候選控制器和切換機(jī)構(gòu)組成。論文首先證明了當(dāng)一類非線性離散時(shí)間切換系統(tǒng)的子系統(tǒng)輸入狀態(tài)穩(wěn)定時(shí),在平均駐留時(shí)間切換信號(hào)下切換系統(tǒng)也具有輸入狀態(tài)穩(wěn)定性。其次證明當(dāng)所提方法可以保證子系統(tǒng)輸入狀態(tài)穩(wěn)定時(shí),非線性離散時(shí)間系統(tǒng)的狀態(tài)有界,并對(duì)所提算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【學(xué)位單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TP273.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 自適應(yīng)控制
        1.2.1 模型參考自適應(yīng)控制
        1.2.2 自校正控制
        1.2.3 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性自適應(yīng)控制
    1.3 多模型自適應(yīng)控制研究現(xiàn)狀
        1.3.1 切換多模型自適應(yīng)控制
        1.3.2 加權(quán)多模型自適應(yīng)控制
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容及安排
第2章 零階接近有界非線性系統(tǒng)的多模型自適應(yīng)控制
    2.1 引言
    2.2 非線性單變量多模型自適應(yīng)控制
        2.2.1 問(wèn)題描述
        2.2.2 控制器設(shè)計(jì)
        2.2.3 穩(wěn)定性分析
        2.2.4 仿真研究
    2.3 非線性多變量多模型自適應(yīng)控制
        2.3.1 問(wèn)題描述
        2.3.2 控制器設(shè)計(jì)
        2.3.3 穩(wěn)定性分析
        2.3.4 仿真研究
    2.4 結(jié)論
第3章 線性有界非線性系統(tǒng)的多模型自適應(yīng)控制
    3.1 引言
    3.2 非線性多模型間接自適應(yīng)控制
        3.2.1 問(wèn)題描述
        3.2.2 控制器設(shè)計(jì)
        3.2.3 穩(wěn)定性分析
        3.2.4 仿真研究
    3.3 總結(jié)
第4章 差分線性有界非線性系統(tǒng)的多模型自適應(yīng)控制
    4.1 引言
    4.2 非線性多模型直接自適應(yīng)控制
        4.2.1 問(wèn)題描述
        4.2.2 控制器設(shè)計(jì)
        4.2.3 穩(wěn)定性分析
        4.2.4 仿真研究
    4.3 非線性多模型間接自適應(yīng)控制
        4.3.1 問(wèn)題描述
        4.3.2 控制器設(shè)計(jì)
        4.3.3 穩(wěn)定性分析
        4.3.4 仿真研究
    4.4 結(jié)論
第5章 不確定非線性系統(tǒng)的多模型自適應(yīng)控制
    5.1 引言
    5.2 不確定非線性切換系統(tǒng)的輸入狀態(tài)穩(wěn)定性
        5.2.1 問(wèn)題描述
        5.2.2 輸入狀態(tài)穩(wěn)定性分析
    5.3 非線性多模型自適應(yīng)控制
        5.3.1 問(wèn)題描述
        5.3.2 控制器設(shè)計(jì)
        5.3.3 穩(wěn)定性分析
        5.3.4 仿真研究
    5.4 結(jié)論
第6章 總結(jié)和展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 進(jìn)一步討論與工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士期間的主要學(xué)術(shù)成果及參與的科研項(xiàng)目

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