本文選題：非線性系統(tǒng) + 自適應(yīng)控制　； 參考：《渤海大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展,工業(yè)控制系統(tǒng)朝著大規(guī)模,復(fù)雜的方向發(fā)展,這使得控制系統(tǒng)的非線性顯著增強(qiáng)。一方面,在諸如機(jī)械連接,液壓致動(dòng)器和電伺服電機(jī)的致動(dòng)器和傳感器等實(shí)際控制工程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)非光滑非線性函數(shù)輸入的情況,如死區(qū)和飽和等現(xiàn)象。因此,對(duì)具有非光滑非線性輸入的一類非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和控制器設(shè)計(jì)的研究成為了一個(gè)熱點(diǎn)話題,并且在控制領(lǐng)域已經(jīng)引起越來越多的關(guān)注。另一方面,許多控制系統(tǒng)為了達(dá)到一定的性能,對(duì)系統(tǒng)的輸出或狀態(tài)具有一定的約束,因此,對(duì)于具有約束的非線性系統(tǒng)的控制研究對(duì)控制理論本身的發(fā)展和實(shí)際控制工程系統(tǒng)都具有重要意義。雖然已有許多有關(guān)于非線性系統(tǒng)自適應(yīng)控制問題的研究,但仍存在許多尚未充分考慮的問題�；诖�,本論文將基于自適應(yīng)后推控制方法,對(duì)不確定復(fù)雜非線性系統(tǒng)進(jìn)行如下研究:第二章在系統(tǒng)輸出受限情形下,研究一類具有輸入延遲的嚴(yán)格反饋非線性系統(tǒng)的跟蹤控制問題。利用模糊邏輯系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)中未知的非線性函數(shù)進(jìn)行逼近,采用Pade近似方法處理系統(tǒng)中存在的輸入延遲問題,通過引入barrier Lyapunov函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)輸出的約束。在模糊自適應(yīng)反推控制框架下,逐步構(gòu)造出系統(tǒng)控制輸入信號(hào),提出保證受控系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制方案。第三章研究一類具有未知死區(qū)的Y 時(shí)滯純反饋非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)模糊跟蹤控制問題,利用模糊邏輯系統(tǒng)來識(shí)別系統(tǒng)中的非線性函數(shù),通過設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)睦钛牌罩Z夫泛函補(bǔ)償了時(shí)滯問題對(duì)系統(tǒng)的影響,借助死區(qū)的斜率來解決死區(qū)輸入問題,進(jìn)一步,基于自適應(yīng)后推控制方法,設(shè)計(jì)了一個(gè)新的自適應(yīng)模糊跟蹤控制器,并借助李雅普諾夫穩(wěn)定性理論證明了系統(tǒng)中的所有變量都是有界的,并保證系統(tǒng)跟蹤誤差收斂在原點(diǎn)一個(gè)小的鄰域內(nèi)。第四章研究一類具有輸出受限和輸入飽和的非嚴(yán)格反饋非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)模糊跟蹤控制問題,利用模糊邏輯系統(tǒng)處理系統(tǒng)中存在的未知非線性函數(shù),通過引入雙曲正切函數(shù)近似不光滑的飽和輸入函數(shù),基于引入的barrier Lyapunov函數(shù),將系統(tǒng)的輸出限定在一定范圍內(nèi)。在自適應(yīng)反推控制框架下,提出保證受控系統(tǒng)性能的自適應(yīng)模糊控制方案。第五章研究一類具有未建模動(dòng)態(tài)和模糊死區(qū)輸入的非嚴(yán)格反饋非線性系統(tǒng)的輸出反饋控制問題,通過構(gòu)造一個(gè)模糊狀態(tài)觀測(cè)器來估計(jì)系統(tǒng)中不可測(cè)的狀態(tài)變量,引入去重心法將模糊死區(qū)輸入進(jìn)行去模糊化,利用模糊邏輯系統(tǒng)估計(jì)系統(tǒng)中未知的非線性函數(shù),結(jié)合小增益理論與自適應(yīng)后推技術(shù),提出能夠保證閉環(huán)系統(tǒng)中所有變量都是半全局一致有界的自適應(yīng)模糊輸出反饋控制方案。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of modern science and technology, the industrial control system is developing in the direction of large-scale and complex, which makes the nonlinear of the control system significantly enhanced. On the one hand, in practical control projects such as mechanical connections, hydraulic actuators and electric servo motors, such as actuators and sensors, nonsmooth nonlinear function inputs, such as dead-time and saturation, often occur. Therefore, the study of stability analysis and controller design for a class of nonlinear systems with nonsmooth nonlinear input has become a hot topic, and has attracted more and more attention in the field of control. On the other hand, in order to achieve certain performance, many control systems have certain constraints on the output or state of the system. The research on the control of nonlinear systems with constraints is of great significance for the development of control theory itself and for practical control engineering systems. Although there have been many researches on adaptive control of nonlinear systems, there are still many problems which have not been fully considered. Based on this, this paper will do the following research on uncertain complex nonlinear systems based on adaptive backstepping control method: in Chapter 2, the output of the system is limited. The tracking control problem for a class of strictly feedback nonlinear systems with input delay is studied. The unknown nonlinear function in the system is approximated by fuzzy logic system. The input delay problem in the system is solved by using Pade approximation method, and the constraint on the system output is realized by introducing the barrier Lyapunov function. In the framework of fuzzy adaptive backstepping control, the control input signal is constructed step by step, and the control scheme to ensure the stability of the controlled system is proposed. In chapter 3, the adaptive fuzzy tracking control problem for a class of Y delay pure feedback nonlinear systems with unknown dead zone is studied. The fuzzy logic system is used to identify the nonlinear function of the system. By designing appropriate Lyapunov Functionals to compensate the effects of time-delay problems on the system, the dead-zone input problem is solved with the help of the slope of the dead-zone. Furthermore, based on the adaptive backstepping control method, A new adaptive fuzzy tracking controller is designed. By means of Lyapunov stability theory, it is proved that all variables in the system are bounded, and the tracking error of the system is guaranteed to converge in a small neighborhood at the origin. In chapter 4, the adaptive fuzzy tracking control problem for a class of nonstrict feedback nonlinear systems with output constraints and input saturation is studied. The fuzzy logic system is used to deal with the unknown nonlinear functions in the system. By introducing a nonsmooth saturation input function with hyperbolic tangent function, the output of the system is limited to a certain range based on the introduced barrier Lyapunov function. In the framework of adaptive backstepping control, an adaptive fuzzy control scheme is proposed to guarantee the performance of the controlled system. In chapter 5, the output feedback control problem of a class of nonstrict feedback nonlinear systems with unmodeled dynamics and fuzzy dead-time input is studied. A fuzzy state observer is constructed to estimate the unmeasurable state variables in the system. The debarycenter method is introduced to defuzzify the input of the fuzzy dead zone, and the unknown nonlinear function is estimated by the fuzzy logic system, combined with the small gain theory and the adaptive backstepping technique. An adaptive fuzzy output feedback control scheme is proposed to ensure that all variables in the closed-loop system are semi-globally uniformly bounded.
【學(xué)位授予單位】：渤海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP273

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本文編號(hào)：1820239