不確定非線性系統(tǒng)的自適應PI控制研究.pdf

1、近年來，關于不確定非線性系統(tǒng)跟蹤問題的研究與應用越來越受人關注。在設計控制器時，假若忽略了非線性系統(tǒng)的不確定因素（可能包括未知參數(shù)、外界擾動，測量誤差等等），很有可能帶來不可估量的損失。為此本論文基于結構簡單、計算量小的神經(jīng)網(wǎng)絡自適應比例積分（PI）控制算法，研究不確定非線性系統(tǒng)的跟蹤控制。
　　第一，針對一類非仿射非線性不確定系統(tǒng)，設計自適應PI控制算法。由于系統(tǒng)模型具有非仿射和不確定性，即控制輸入是以隱含的方式體現(xiàn)。因此首要問

2、題是將系統(tǒng)轉換為仿射模型，這里利用的是中值定理；其次，利用神經(jīng)網(wǎng)絡函數(shù)的逼近性解決系統(tǒng)的非線性問題，同時引入虛擬參數(shù)簡化分析過程；最后結合虛擬參數(shù)的估計誤差和選取李雅普諾夫函數(shù)及合理的推導過程，表明所提方法能夠保證閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的信號一致最終有界。最后通過數(shù)值仿真分析，體現(xiàn)所設計的控制器具有良好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。
　　第二，針對一類帶有執(zhí)行器飽和的不確定非線性系統(tǒng)，設計自適應PI控制算法?？紤]到執(zhí)行器具有非光滑的飽和結構，首先利用

3、一種光滑函數(shù)逼近飽和函數(shù)；其次針對系統(tǒng)模型考慮的外部干擾、測量誤差等不確定非線性項，利用神經(jīng)網(wǎng)絡函數(shù)的逼近性解決；然后基于巧妙選取李雅普諾夫函數(shù)及穩(wěn)定性分析過程，證明所提方法能夠保證閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的信號一致最終有界。最后通過數(shù)值仿真分析，體現(xiàn)所設計的控制器與傳統(tǒng)的PI算法相比，具有良好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。
　　第三，針對一類輸入飽和的非線性系統(tǒng)，提出一種改進的自適應神經(jīng)網(wǎng)絡PI控制算法。在使用神經(jīng)網(wǎng)絡函數(shù)的逼近性能時，嚴格意義上必須