不確定組合系統(tǒng)的若干控制問(wèn)題研究.pdf

1、現(xiàn)代社會(huì)日益面臨著研究并處理規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題(如工業(yè)過(guò)程、經(jīng)濟(jì)管理、生態(tài)環(huán)境、電網(wǎng)控制、交通運(yùn)輸、航空航天等)，使得大系統(tǒng)理論已成為控制理論的一個(gè)專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域。但是由于問(wèn)題的復(fù)雜性，大系統(tǒng)理論的發(fā)展還沒(méi)有形成一套完整的理論和方法。因此，設(shè)法利用系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，對(duì)具有特殊結(jié)構(gòu)的大系統(tǒng)采用特殊的研究方法，進(jìn)而研究一般大系統(tǒng)理論不失為研究大系統(tǒng)理論的一條有效途徑。在大系統(tǒng)理論中，由于組合系統(tǒng)自身的特殊性(由若干個(gè)子系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)組合

2、而成)和不確定性，確定了組合系統(tǒng)理論研究具有特殊重要的意義。 本文利用自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，研究了非線性組合系統(tǒng)的跟蹤控制問(wèn)題和魯棒鎮(zhèn)定問(wèn)題。即利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)非線性系統(tǒng)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制律和自適應(yīng)律，保證閉環(huán)系統(tǒng)的信號(hào)是最終一致有界的，同時(shí)自適應(yīng)律可以在線調(diào)節(jié)。另外，本文還研究了時(shí)滯不確定組合系統(tǒng)的魯棒輸出反饋控制問(wèn)題，所設(shè)計(jì)的控制器對(duì)系統(tǒng)的不確定性具有很強(qiáng)的魯棒性。本文的主要工作概括如下： 1.研究了一類(lèi)非線性組合系

3、統(tǒng)和不確定組合系統(tǒng)的跟蹤控制問(wèn)題，首先由動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別辨識(shí)非線性組合系統(tǒng)和不確定組合系統(tǒng)，也就是利用動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近系統(tǒng)的未知項(xiàng)和互聯(lián)項(xiàng)，其次設(shè)計(jì)控制器使實(shí)際系統(tǒng)的狀態(tài)跟蹤參考模型的軌跡。 2.討論了一類(lèi)非線性組合系統(tǒng)的觀測(cè)器設(shè)計(jì)問(wèn)題。組合系統(tǒng)可以通過(guò)動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模，在觀測(cè)器設(shè)計(jì)中，充分考慮了非線性組合系統(tǒng)中的互聯(lián)項(xiàng)和動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近誤差項(xiàng)對(duì)觀測(cè)器性能的影響，增加了魯棒控制項(xiàng)，這樣所設(shè)計(jì)的控制器具有魯棒性。 3.研究

4、了一類(lèi)組合系統(tǒng)的跟蹤控制及性能分析的問(wèn)題。利用高階動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)逼近未知的非線性組合系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器和自適應(yīng)律；利用一些指標(biāo)測(cè)試了控制器的性能。同時(shí)，克服了現(xiàn)存神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)中一個(gè)主要局限性，即要求預(yù)先知道模型誤差和最優(yōu)連接權(quán)值的上界。 4.討論了一類(lèi)非線性不確定組合系統(tǒng)的魯棒自適應(yīng)鎮(zhèn)定設(shè)計(jì)問(wèn)題。系統(tǒng)的輸出中含有噪聲(傳感器和執(zhí)行器噪聲)，提出了自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案，并基于Lyapunov理論給出了其穩(wěn)定性分析。

5、 5.分別討論了一類(lèi)組合系統(tǒng)的跟蹤控制問(wèn)題和不確定組合系統(tǒng)的魯棒鎮(zhèn)定問(wèn)題。前者是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)近似Lyapunov函數(shù)，設(shè)計(jì)了間接的自適應(yīng)控制器，保證一類(lèi)組合系統(tǒng)能有效跟蹤參考模型；后者是當(dāng)系統(tǒng)中含有擾動(dòng)且相當(dāng)大，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)近似組合系統(tǒng)的擾動(dòng)和互聯(lián)項(xiàng)，進(jìn)而設(shè)計(jì)魯棒自適應(yīng)控制器。 6.考慮了互聯(lián)項(xiàng)具有時(shí)滯的不確定組合大系統(tǒng)的魯棒輸出反饋分散鎮(zhèn)定問(wèn)題。給出了輸出反饋鎮(zhèn)定的條件，不確定項(xiàng)滿(mǎn)足匹配條件，且是有界的，上界是未知的。設(shè)計(jì)