不確定非線性系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)跟蹤控制.pdf

1、系統(tǒng)的輸出跟蹤問題是控制理論綜合問題中的一個重要研究課題,實際系統(tǒng)的非線性特性以及不可避免的不確定性因素的存在對系統(tǒng)的輸出跟蹤有很大的影響。因此研究不確定非線性系統(tǒng)的輸出跟蹤問題具有非常重要的理論意義和應(yīng)用價值。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)固有非線性逼近能力、自適應(yīng)和泛化能力以及聯(lián)想記憶能力是解決不確定非線性系統(tǒng)控制問題的一種有效的方法,也使其成為貫穿本文各個研究部分的關(guān)鍵技術(shù)。鑒于此,在深入理解非線性系統(tǒng)理論和智能控制理論的基礎(chǔ)上,本文系統(tǒng)化地研究了幾類

2、不確定非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)跟蹤控制方法。本文的主要工作如下:
　　 (1)基于Lyapunov函數(shù)和梯度下降算法研究了一類具有零動念的不確定仿射非線性SISO系統(tǒng)自適應(yīng)跟蹤控制問題。提出了無需魯棒控制項的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制器,直接使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器對理想控制器的控制逼近誤差,采用梯度下降算法獲得參數(shù)更新律,最終參數(shù)更新律為輸出偏差的非線性函數(shù)。所提出的控制律保證了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性并使得系統(tǒng)所有狀態(tài)最終一致有界。
　　

3、 (2)針對一類具有未知外部干擾及內(nèi)部不確定性的非線性MIMO系統(tǒng),提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)干擾觀測器的一種魯棒跟蹤控制方法以降低控制器對干擾的要求;應(yīng)用“主導(dǎo)輸入”的概念,將外部干擾、內(nèi)部不確定性和子系統(tǒng)的交叉耦合組成復(fù)合干擾,設(shè)計基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的干擾觀測器,以逼近復(fù)合干擾。該方法將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、H∞控制和自適應(yīng)控制結(jié)合到一起,確保了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及系統(tǒng)中所有信號的最終一致有界性,系統(tǒng)輸出跟蹤參考輸入信號,復(fù)合干擾對系統(tǒng)跟蹤誤差的影響衰減

4、到一個指定的水平。
　　 (3)針對一類具有外部干擾的不確定仿射非線性MIMO系統(tǒng)提出了一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出反饋跟蹤控制方法。該方法應(yīng)用“主導(dǎo)輸入”的概念,將一個MIMO系統(tǒng)分解成多個SISO系統(tǒng)進行設(shè)計,并且控制律和參數(shù)更新律中僅用到輸出誤差,無需設(shè)計狀態(tài)觀測器或加入低通濾波器使得估計誤差動態(tài)滿足嚴格正實條件,從而大大簡化了系統(tǒng)的設(shè)計,具有重要的理論和應(yīng)用價值。基于Lyapunov穩(wěn)定性定理證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及信號的有界性。

5、>　　 (4)針對一類帶有外部干擾、狀態(tài)不可測的非仿射非線性系統(tǒng),提出了基于觀測器的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)H∞跟蹤控制方法?？刂破饔傻刃Э刂破骱虷∞控制器組成,H∞控制器用于減弱外部干擾及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近誤差對跟蹤性能的影響?？傮w控制方案及基于Lyapunov穩(wěn)定性理論的權(quán)值更新律保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及跟蹤誤差漸近收斂于零,并使干擾對系統(tǒng)的影響衰減到指定的性能指標。
　　 (5)應(yīng)用本文的理論研究成果,提出了兩種兩連桿機器人的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)