基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜非線性系統(tǒng)魯棒控制與濾波研究.pdf

1、本論文針對(duì)兩大類型的復(fù)雜非線性系統(tǒng)，即非線性不確定Markov跳變系統(tǒng)和溫室氣候控制系統(tǒng)，借助于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這一智能工具，分兩大部分分別研究和探討了其魯棒控制和非線性濾波問(wèn)題。
　　 第一部分，以一類非線性Markov跳變系統(tǒng)的魯棒控制和濾波為引線，逐步深入地分析和探討了跳變轉(zhuǎn)移概率未知條件下的非線性Markov跳變系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和暫態(tài)性能。
　　 首先，針對(duì)一類含有不確定項(xiàng)和有界外部干擾的非線性Markov跳變系統(tǒng)，用智能

2、方法研究其魯棒性能分析與綜合問(wèn)題。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與魯棒控制相結(jié)合，運(yùn)用線性微分包含方法，對(duì)近似非線性項(xiàng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分段線性化設(shè)計(jì)，再將線性微分包含方法表示的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代入到這類非線性系統(tǒng)中，使得對(duì)允許的不確定性、外部干擾以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模誤差，相應(yīng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)或閉環(huán)誤差系統(tǒng)魯棒隨機(jī)穩(wěn)定且滿足H∞性能指標(biāo)。
　　 接著，考慮實(shí)際工程中跳變轉(zhuǎn)移概率的難以獲得性，深入分析跳變轉(zhuǎn)移概率未知條件下的非線性Markov跳變系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，研究其

3、魯棒H∞控制及魯棒H∞濾波問(wèn)題?？紤]建模誤差帶來(lái)的系統(tǒng)不確定項(xiàng)，在過(guò)程激勵(lì)噪聲和測(cè)量噪聲統(tǒng)計(jì)特性無(wú)法獲知的情況下，給出魯棒H控制器和魯棒H∞濾波器設(shè)計(jì)方法?；贚yapunov穩(wěn)定性理論，給出相應(yīng)控制器和濾波器的存在條件。
　　 然后，根據(jù)實(shí)際工程需要，深入探討了非線性Markov跳變系統(tǒng)的暫態(tài)性能問(wèn)題，即在給定的有限時(shí)間區(qū)限內(nèi)，對(duì)所有允許的參數(shù)不確定性、外部干擾以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模誤差，閉環(huán)系統(tǒng)的軌跡不超過(guò)某一給定的界限。在跳變轉(zhuǎn)

4、移概率完全已知和部分已知兩種情況下，討論了系統(tǒng)的魯棒有限時(shí)間鎮(zhèn)定及濾波問(wèn)題，并給出了最優(yōu)有限時(shí)間控制器和最優(yōu)有限時(shí)間濾波器的具體設(shè)計(jì)方案。
　　 第二部分，以提高溫室氣候系統(tǒng)的控制精確度為目的，分別從提高控制決策策略的自適應(yīng)能力和濾波精度兩個(gè)角度出發(fā)，深入而系統(tǒng)的研究了提高溫室氣候控制精度的關(guān)鍵技術(shù)。
　　 首先，從提高控制決策策略的自適應(yīng)能力方面考慮，研究外界干擾時(shí)變條件下的溫室氣候控制系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)魯棒自適應(yīng)控制策略

5、，不僅分析了其穩(wěn)定性、收斂性、魯棒性，而且所提出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和反饋線性化控制相結(jié)合的魯棒自適應(yīng)控制策略，對(duì)提高溫室氣候的控制質(zhì)量具有重要意義。
　　 其次，從濾波器角度出發(fā)，當(dāng)系統(tǒng)過(guò)程激勵(lì)噪聲和測(cè)量噪聲為互不相干的高斯白噪聲時(shí)，提出了利用擴(kuò)展卡爾曼濾波器對(duì)溫室室內(nèi)氣候控制系統(tǒng)進(jìn)行精確參數(shù)估計(jì)的方法。仿真結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)擴(kuò)展卡爾曼濾波器估計(jì)后的系統(tǒng)的控制精度得到了明顯的提高。
　　 接著，為了減少線性化誤差對(duì)非線性溫室氣候系統(tǒng)