不確定非線性系統(tǒng)的魯棒自適應(yīng)控制器的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、控制系統(tǒng)都具有一定程度的非線性，而且多數(shù)系統(tǒng)具有各種不確定性，因此研究不確定非線性系統(tǒng)具有重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。反步設(shè)計(jì)法是研究不確定非線性系統(tǒng)自適應(yīng)控制的一種有效的方法。針對(duì)具有參數(shù)不確定性和外部擾動(dòng)不確定性的非線性參數(shù)化單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)，基于李亞普諾夫函數(shù)分析系統(tǒng)，將反演算法結(jié)合自適應(yīng)控制、魯棒控制和變結(jié)構(gòu)控制等方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的狀態(tài)反饋魯棒自適應(yīng)控制器能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性。 針對(duì)模型

2、中的外界干擾不確定項(xiàng)，基于反步設(shè)計(jì)法來(lái)設(shè)計(jì)魯棒自適應(yīng)控制器，引入特定的非線性阻尼項(xiàng)來(lái)抑制外界不確定干擾項(xiàng)的影響，增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性。當(dāng)干擾不確定性的上界未知的情況，同樣可以把它看成是一個(gè)未知的參數(shù)，從理論上給出了這種情況的狀態(tài)反饋魯棒自適應(yīng)控制器。 針對(duì)控制增益函數(shù)可能存在不可參數(shù)化的不確定性，采用變結(jié)構(gòu)控制方法和反演算法的結(jié)合，用變結(jié)構(gòu)控制律來(lái)處理該不確定性。如果該不確定性可以轉(zhuǎn)化為可參數(shù)化的形式，引入L2—增益控制方法來(lái)設(shè)計(jì)控

3、制器，不僅能保證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和所有信號(hào)的有界性，還能使系統(tǒng)具有L2—增益，提高了系統(tǒng)的性能。 為了解決傳統(tǒng)反演算法所帶來(lái)的微分爆炸問(wèn)題，引入動(dòng)態(tài)面控制的方法，在遞推過(guò)程中引入n個(gè)低通濾波器，可以有效地避免遞推過(guò)程中的反復(fù)求導(dǎo)運(yùn)算，大大減少了計(jì)算量。設(shè)計(jì)的控制器，能使系統(tǒng)很好地跟蹤期望軌跡。 通過(guò)研究，解決了對(duì)幾類不確定非線性系統(tǒng)進(jìn)行魯棒自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)與分析這一問(wèn)題。通過(guò)MATLAB仿真，對(duì)每種方法設(shè)計(jì)的控制器都進(jìn)行