不确定非线性系统有限时间模糊自适应输出反馈控制

论文摘要

本文针对几类不确定非线性系统,应用自适应反步递推（Backstepping）和有限时间李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性理论,研究有限时间模糊自适应输出反馈控制设计,解决控制系统的稳定性和跟踪误差的收敛性等理论问题。本论文主要工作如下:（1）针对一类带有时变时滞的单输入单输出非严格反馈非线性系统,研究有限时间模糊自适应输出反馈控制设计问题。采用模糊自适应Backstepping控制设计技术,提出一种基于观测器的有限时间控制设计方法。基于有限时间Lyapunov-Krasovskii稳定性理论,证明控制系统的稳定性和跟踪误差的收敛性问题。（2）针对一类多输入多输出非线性非严格反馈系统,研究有限时间模糊自适应输出反馈控制设计问题。采用自适应Backstepping控制技术,并引入动态面技术,提出一种基于观测器的有限时间模糊自适应控制设计方法,克服以往控制设计过程中存在的“计算膨胀”问题。基于有限时间Lyapunov稳定性理论,证明控制系统的稳定性和跟踪误差的收敛性问题。（3）针对一类带有未知死区的多输入多输出非线性非严格反馈系统,研究有限时间模糊自适应输出反馈跟踪误差约束控制设计问题。通过设计一种死区补偿器来解决未知死区问题。采用模糊自适应Backstepping控制设计和指定性能技术,提出一种指定性能有限时间输出反馈控制设计方法。基于有限时间Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统的所有信号都是半全局实际有限时间稳定,且跟踪误差在有限时间内收敛到一个指定的界内。（4）针对一类带有输出约束的互联非线性大系统,研究有限时间模糊自适应输出反馈分散控制设计问题。应用命令滤波（Commend filter）和自适应Backstepping控制技术,提出一种基于观测器的模糊自适应有限时间分散控制设计方法。基于有限时间Lyapunov稳定性理论,证明控制系统稳定性和跟踪误差的收敛性问题。（5）针对一类高阶非线性严格反馈系统,研究有限时间模糊自适应状态反馈控制设计问题,采用模糊逻辑系统辨识组合未知非线性函数。在此基础上,应用增加幂次积分法（Adding a power integrator）和自适应Backstepping控制技术,通过构造一种新的Lyapunov函数,提出一种有限时间模糊自适应控制设计方法。在有限时间Lyapunov稳定性意义下,证明了闭环系统的稳定性和跟踪误差的收敛性问题。（6）对上面所提出的控制方法进行仿真研究,仿真结果进一步验证了所提出方法及理论的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 有限时间控制国内外研究现状和发展分析
•     1.2.1 高阶非线性系统有限时间控制
•     1.2.2 非线性系统有限时间控制
•   1.3 本文主要工作
•   1.4 预备知识
• 2 单输入单输出非线性系统有限时间模糊自适应输出反馈控制
•   2.1 引言
•   2.2 系统描述及基本假设
•   2.3 模糊状态观测器设计
•   2.4 有限时间模糊自适应输出反馈控制设计及稳定性分析
•   2.5 仿真研究
•   2.6 本章小结
• 3 多输入多输出非线性系统有限时间模糊自适应动态面控制
•   3.1 引言
•   3.2 系统描述及基本假设
•   3.3 模糊状态观测器设计
•   3.4 有限时间模糊自适应动态面输出反馈控制设计及稳定性分析
•   3.5 仿真研究
•   3.6 本章小结
• 4 多输入多输出非线性系统有限时间模糊自适应输出反馈控制
•   4.1 引言
•   4.2 系统描述
•   4.3 有限时间模糊自适应输出反馈控制设计及稳定性分析
•     4.3.1 模糊状态观测器设计
•     4.3.2 有限时间控制器设计
•   4.5 仿真研究
•   4.6 本章小结
• 5 互联非线性大系统有限时间模糊自适应分散输出约束控制
•   5.1 引言
•   5.2 系统描述和基本假设
•   5.3 模糊状态观测器设计
•   5.4 有限时间模糊自适应分散控制设计和稳定性分析
•   5.5 仿真研究
•   5.6 本章小结
• 6 高阶非线性系统有限时间模糊自适应控制
•   6.1 引言
•   6.2 系统描述
•   6.3 有限时间模糊自适应控制设计和稳定性分析
•   6.4 仿真研究
•   6.5 本章小结
• 7 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间参与科研项目及发表学术论文情况
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李克文

导师: 佟绍成

关键词: 非严格反馈非线性系统,有限时间控制,模糊自适应输出反馈控制,模糊逻辑系统,稳定性分析

来源: 辽宁工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 数学

单位: 辽宁工业大学

分类号: O231

总页数: 133

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