基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性時(shí)滯系統(tǒng)的自適應(yīng)跟蹤控制研究.pdf

1、隨著社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展以及人們對(duì)控制性能要求的日益提高，對(duì)不確定非線性系統(tǒng)的控制研究引起了控制領(lǐng)域廣泛的關(guān)注，并取得了諸多的研究成果。在實(shí)際的控制系統(tǒng)中，時(shí)間滯后廣泛存在。時(shí)滯的存在會(huì)對(duì)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生重要影響，引起控制器奇異等問(wèn)題，甚至?xí)茐拈]環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此對(duì)非線性時(shí)滯系統(tǒng)的研究具有十分重要的意義。本文針對(duì)一類非線性時(shí)變時(shí)滯系統(tǒng)，結(jié)合Lyapunov-Krasovskii泛函，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的逼近能力以及Lyapunov穩(wěn)定性理論提出

2、了幾種自適應(yīng)控制方案。本文的主要工作如下：
　　 第一，對(duì)一類具有未知擾動(dòng)和非線性死區(qū)輸入的MIMO非線性時(shí)變時(shí)滯系統(tǒng)，基于變結(jié)構(gòu)控制原理和Nussbaum函數(shù)的性質(zhì)，提出了兩種改進(jìn)的自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)的新方案。該方案利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)逼近未知的非線性函數(shù)，通過(guò)選取適當(dāng)?shù)腖yapunov-Krasovskii泛函補(bǔ)償未知的時(shí)變時(shí)滯不確定項(xiàng)。所設(shè)計(jì)的控制器是連續(xù)的，避免了抖振現(xiàn)象。通過(guò)利用二次型Lyapunov函數(shù)放寬了對(duì)控制增益的限制

3、，所研究的系統(tǒng)更具有普遍性。通過(guò)理論分析，證明了閉環(huán)控制系統(tǒng)的所有信號(hào)是半全局一致終結(jié)有界的，跟蹤誤差收斂到一個(gè)小的殘差集內(nèi)。
　　 第二，對(duì)一類具有未知時(shí)變時(shí)滯的非仿射互聯(lián)大系統(tǒng)，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的逼近能力，提出了一種分散自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案。該方案利用中值定理對(duì)未知非仿射函數(shù)進(jìn)行分離；利用分離技術(shù)和Young’s不等式放寬了對(duì)未知時(shí)滯及時(shí)滯互聯(lián)不確定項(xiàng)的限制，同時(shí)大大減少了在線調(diào)節(jié)參數(shù)的數(shù)量。此外，利用Lyapunov-Kra

4、sovskii泛函補(bǔ)償了未知時(shí)滯帶來(lái)的不確定性。通過(guò)理論分析，證明了閉環(huán)系統(tǒng)所有信號(hào)是有界的，輸出跟蹤誤差收斂到原點(diǎn)的一個(gè)小鄰域內(nèi)。
　　 第三，對(duì)一類控制增益符號(hào)未知和死區(qū)非線性輸入的時(shí)變時(shí)滯非仿射互聯(lián)大系統(tǒng)，基于Nussbaum型函數(shù)的性質(zhì)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的逼近能力，提出了一種分散自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案。該方案利用中值定理對(duì)未知非仿射函數(shù)進(jìn)行分離；利用分離原理和Young’s不等式放寬了對(duì)時(shí)滯及時(shí)滯互聯(lián)不確定項(xiàng)的限制，同時(shí)大大減少

5、了在線調(diào)節(jié)的自適應(yīng)參數(shù)的數(shù)量。通過(guò)理論分析，所設(shè)計(jì)的自適應(yīng)控制方案保證了閉環(huán)系統(tǒng)所有的信號(hào)是半全局一致有界的，同時(shí)輸出跟蹤誤差收斂到零點(diǎn)的一個(gè)小鄰域內(nèi)。
　　 第四，對(duì)一類具有未知外部擾動(dòng)和非線性輸入的不確定多變量非線性時(shí)變時(shí)滯系統(tǒng)，基于變結(jié)構(gòu)控制原理，提出了一種魯棒自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案。該方案利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)逼近未知的非線性函數(shù)，通過(guò)選取適當(dāng)?shù)腖yapunov-Krasovskii泛函補(bǔ)償未知的時(shí)變時(shí)滯不確定項(xiàng)。此外，利用矩陣