基于神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性時滯系統(tǒng)的自適應跟蹤控制研究.pdf

1、隨著社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展以及人們對控制性能要求的日益提高，對不確定非線性系統(tǒng)的控制研究引起了控制領域廣泛的關注，并取得了諸多的研究成果。在實際的控制系統(tǒng)中，時間滯后廣泛存在。時滯的存在會對系統(tǒng)的性能產(chǎn)生重要影響，引起控制器奇異等問題，甚至會破壞閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此對非線性時滯系統(tǒng)的研究具有十分重要的意義。本文針對一類非線性時變時滯系統(tǒng)，結合Lyapunov-Krasovskii泛函，神經(jīng)網(wǎng)絡的逼近能力以及Lyapunov穩(wěn)定性理論提出

2、了幾種自適應控制方案。本文的主要工作如下：
　　 第一，對一類具有未知擾動和非線性死區(qū)輸入的MIMO非線性時變時滯系統(tǒng)，基于變結構控制原理和Nussbaum函數(shù)的性質，提出了兩種改進的自適應控制器設計的新方案。該方案利用神經(jīng)網(wǎng)絡來逼近未知的非線性函數(shù)，通過選取適當?shù)腖yapunov-Krasovskii泛函補償未知的時變時滯不確定項。所設計的控制器是連續(xù)的，避免了抖振現(xiàn)象。通過利用二次型Lyapunov函數(shù)放寬了對控制增益的限制

3、，所研究的系統(tǒng)更具有普遍性。通過理論分析，證明了閉環(huán)控制系統(tǒng)的所有信號是半全局一致終結有界的，跟蹤誤差收斂到一個小的殘差集內。
　　 第二，對一類具有未知時變時滯的非仿射互聯(lián)大系統(tǒng)，基于神經(jīng)網(wǎng)絡的逼近能力，提出了一種分散自適應神經(jīng)網(wǎng)絡控制方案。該方案利用中值定理對未知非仿射函數(shù)進行分離；利用分離技術和Young’s不等式放寬了對未知時滯及時滯互聯(lián)不確定項的限制，同時大大減少了在線調節(jié)參數(shù)的數(shù)量。此外，利用Lyapunov-Kra

4、sovskii泛函補償了未知時滯帶來的不確定性。通過理論分析，證明了閉環(huán)系統(tǒng)所有信號是有界的，輸出跟蹤誤差收斂到原點的一個小鄰域內。
　　 第三，對一類控制增益符號未知和死區(qū)非線性輸入的時變時滯非仿射互聯(lián)大系統(tǒng)，基于Nussbaum型函數(shù)的性質和神經(jīng)網(wǎng)絡的逼近能力，提出了一種分散自適應神經(jīng)網(wǎng)絡控制方案。該方案利用中值定理對未知非仿射函數(shù)進行分離；利用分離原理和Young’s不等式放寬了對時滯及時滯互聯(lián)不確定項的限制，同時大大減少

5、了在線調節(jié)的自適應參數(shù)的數(shù)量。通過理論分析，所設計的自適應控制方案保證了閉環(huán)系統(tǒng)所有的信號是半全局一致有界的，同時輸出跟蹤誤差收斂到零點的一個小鄰域內。
　　 第四，對一類具有未知外部擾動和非線性輸入的不確定多變量非線性時變時滯系統(tǒng)，基于變結構控制原理，提出了一種魯棒自適應神經(jīng)網(wǎng)絡控制方案。該方案利用神經(jīng)網(wǎng)絡來逼近未知的非線性函數(shù)，通過選取適當?shù)腖yapunov-Krasovskii泛函補償未知的時變時滯不確定項。此外，利用矩陣