基于神經(jīng)動力學(xué)的非線性系統(tǒng)控制的若干問題研究.pdf

1、近幾年來，基于神經(jīng)動力學(xué)模型(Shunting Model)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在機(jī)器人地圖建立、運(yùn)動規(guī)劃、虛擬裝配等方面得到了應(yīng)用；然而，神經(jīng)動力學(xué)在信號處理、非線性動態(tài)系統(tǒng)建模和控制中的應(yīng)用還沒有引起重視。對于一些典型的非線性系統(tǒng)的控制問題，本文提出了基于神經(jīng)動力學(xué)模型(Shunting Model)的一些控制新策略。通過倒立擺的穩(wěn)定控制、移動機(jī)器人的跟蹤控制的仿真研究驗(yàn)證了本文所提出方法的有效性。 本文通過將Shunting M

2、odel 與常規(guī)PID 控制規(guī)律相結(jié)合，提出了一種動態(tài)神經(jīng)元PID 控制器。這種控制器具有增益自調(diào)整和非線性濾波等特性，用它可以構(gòu)造一類柔性、安全的控制系統(tǒng)。此外，在動態(tài)神經(jīng)元PID 控制器的基礎(chǔ)上，通過引入非線性魯棒補(bǔ)償控制，提出了神經(jīng)元PID 控制器與魯棒補(bǔ)償控制相結(jié)合的復(fù)合控制策略，有效地解決了一類參數(shù)不確定非線性系統(tǒng)的魯棒控制問題。通過倒立擺的穩(wěn)定控制仿真驗(yàn)證了這兩種控制策略的有效性。針對非完整移動機(jī)器人的導(dǎo)航控制問題，本文提出

3、了由基于生物神經(jīng)元模型的速度控制器和基于滑動模的力矩控制器所構(gòu)成的一個跟蹤控制系統(tǒng)新結(jié)構(gòu)。將三個動態(tài)神經(jīng)元(Shunting Model)嵌入到基于Backstepping 的速度控制器中，使得速度控制器的輸出光滑、有界，從而有效地解決了移動機(jī)器人跟蹤控制中存在的“速度跳變”問題。由于所提出的控制系統(tǒng)的內(nèi)部傳遞信號與系統(tǒng)輸出是有界，從而保證了移動機(jī)器人導(dǎo)航控制的安全性。 本文在研究神經(jīng)元模型Shunting Model 有關(guān)特