基于動(dòng)態(tài)面技術(shù)的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制研究.pdf

1、后推設(shè)計(jì)作為非線性系統(tǒng)自適應(yīng)控制的重要手段，近年來(lái)引起了學(xué)者們?cè)絹?lái)越多的重視。本文主要研究了具有攝動(dòng)的常增益和函數(shù)增益的單輸入單輸出(sIso)、函數(shù)增益的多輸入多輸出(MIMO)嚴(yán)格反饋非線性系統(tǒng)，以及具有飽和模型的非線性系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)問題。論文基于后推設(shè)計(jì)方法，以李亞普諾夫(Lyapunov)穩(wěn)定、自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、動(dòng)態(tài)面控制、魯棒控制等理論為基礎(chǔ)對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析。主要工作如下： 首先，針對(duì)虛擬控制系數(shù)

2、為未知常數(shù)的一類嚴(yán)格反饋非線性系統(tǒng)，基于動(dòng)態(tài)面控制技術(shù)，提出兩種自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)計(jì)的新方案。兩種控制方案均消除了后推設(shè)計(jì)中由于對(duì)虛擬控制反復(fù)求導(dǎo)而導(dǎo)致的復(fù)雜性問題。對(duì)于間接控制方案中所設(shè)計(jì)的控制器本身能夠完全克服可能出現(xiàn)的奇異性問題；對(duì)于直接控制方案，由于減少了調(diào)節(jié)參數(shù)，使得控制器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。利用李亞普諾夫方法，兩方案均可證明閉環(huán)系統(tǒng)半全局一致終結(jié)有界，通過適當(dāng)選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，跟蹤誤差可收斂到一個(gè)小鄰域內(nèi)。 其次，討論了一類具

3、有攝動(dòng)且虛擬控制增益為未知函數(shù)的嚴(yán)格反饋非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制問題。將動(dòng)態(tài)面控制技術(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及自適應(yīng)控制有機(jī)結(jié)合，提出兩種間接控制方案。第一種方案利用投影算法消除了間接控制中可能出現(xiàn)的控制器奇異性問題；而第二種方案中設(shè)計(jì)的控制器本身能夠完全克服反饋線性化方法中可能導(dǎo)致的控制器奇異性問題，無(wú)需采用投影算法，控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。此外，通過引入一階濾波器，使得兩方案均避免了傳統(tǒng)后推設(shè)計(jì)中由于對(duì)虛擬控制反復(fù)求導(dǎo)而導(dǎo)致的計(jì)算復(fù)雜性問題，且均給

4、出了控制器中反饋增益及濾波器中時(shí)間常數(shù)的解析表達(dá)式。通過李亞普諾夫方法，均證明了閉環(huán)系統(tǒng)半全局一致終結(jié)有界，跟蹤誤差收斂到原點(diǎn)的一個(gè)小鄰域內(nèi)。 第三，針對(duì)兩類不同形式的多輸入多輸出非線性系統(tǒng)，基于后推設(shè)計(jì)方法和動(dòng)態(tài)面控制技術(shù)，提出兩種間接自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案。第一種控制方案無(wú)需控制增益符號(hào)已知：第二種方案無(wú)需控制增益矩陣正定、可逆。 最后，討論了一類具有未知飽和模型的SISO非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制問題，根據(jù)滑模