一类不确定非线性系统的自适应输出反馈镇定

研究了一类不确定非线性系统的全局自适应输出反馈镇定问题. 由于不确定控制系数和未知线性增长率的存在, 这个问题比较复杂且很难解决. 本文引入一个新的在线调节的动态增益, 并基于此设计了高增益K-滤波器用于重构系统的状态. 然后, 受广义控制方法的启发, 发展了反推法并设计了自适应输出反馈镇定控制器. 结果表明, 通过选择恰当的设计参数可以保证闭环系统的全局稳定性. 给出的仿真算例验证了本文理论结果的正确性.     

一类不确定非线性系统的输出反馈鲁棒自适应控制器的设计与分析

考虑一类具有三角形结构和参数未知的不确定性非线性系统 (1). 首先设计出一个稳定的滤波器, 从而获得状态的实时估计 ;然后依此设计出一种用于跟踪参考信号的输出反馈自适应控制器. 该控制器对系统的参数和状态的不确定性具有鲁棒性, 能保证所建立的闭环系统的全局稳定性, 并解决了ε 跟踪问题. 仿真结果表明, 所设计的自适应控制器具有良好的跟踪性能, 而且控制量在允许控制的范围之内.     

一类增长率依赖输出的非线性系统的输出反馈输出跟踪控制

研究一类增长率依赖输出非线性系统的输出反馈输出跟踪控制问题.利用系统结构特点,构造出系统实现输出跟踪时内部状态的渐近轨迹.通过建立状态与渐近轨迹偏差的动态方程,将输出跟踪问题转化为偏差系统的镇定问题,然后通过设计偏差系统的输出反馈镇定控制器给出输出反馈输出跟踪控制器.最后以仿真实例验证本文结论.     

控制方向未知的SISO非仿射系统间接自适应模糊输出反馈控制

针对一类单输入单输出(SISO)非仿射非线性系统控制方向未知时出现的控制器奇异问题,提出了一种间接自适应模糊控制方案.利用中值定理将非仿射系统转化为仿射系统,通过模糊逻辑系统逼近该仿射系统中的未知函数,并构造模糊控制器,同时利用Lyapunov稳定性定理设计自适应律,最终克服了控制器的奇异问题;在此基础上,通过构造观测器估计跟踪误差,设计输出反馈自适应模糊控制器,解决了状态不可测时系统控制器设计难题,采用Lyapunov稳定性定理证明控制器能使得跟踪误差收敛同时闭环系统所有信号均有界.仿真结果验证了所设计控制方案的可行性与有效性.     

状态观测的未知死区非线性系统的自适应神经网络跟踪控制

研究一类包含不确定项和未知死区特性的严格反馈系统跟踪控制问题.首先,设计状态观测器估计不可测量的系统状态;然后,利用RBF神经网络逼近未知的系统动态;最后,基于Backstepping技术构造自适应神经网络输出反馈控制器,并减少更新参数以减轻运算负荷.所提出的控制器可以保证闭环系统中所有信号半全局最终一致有界,跟踪误差能收敛到零值小的领域内.两个仿真例子进一步验证了所提出方法的有效性.     

一类未知参数非线性系统的自适应无源控制

对一类含有未知参数的本质非线性系统,通常的Backstepping方法无法应用.为此,提出一种基于状态反馈的自适应无源控制对策,通过对非线性系统进行反馈无源化控制,设计自适应无源镇定控制器和自适应无源输出跟踪控制器.设计中适当调节自适应无源控制器参数,能够保证闭环系统稳定且所有信号全局一致有界,从而解决了此类含有未知参数非线性系统的稳定性和输出跟踪问题.仿真算例验证了提出控制方案的有效性,表明系统具有较强的稳定性和跟踪特性.     

具有非匹配扰动的非线性变参数系统模型参考跟踪控制

本文研究了一类含有非匹配扰动的非线性变参数系统的跟踪控制问题.首先,设计非线性扰动观测器用于估计系统所受到的未知扰动.其次,在前馈–反馈跟踪控制器中引入扰动补偿控制项,提出一种基于扰动观测器的跟踪控制策略.利用依赖于状态和时变参数的线性矩阵不等式,导出保证闭环系统输入–状态稳定的充分条件,进而运用平方和凸优化技术解析地构造出扰动观测器和跟踪控制器.通过理论证明,所设计的控制策略能够实现非线性变参数系统输出对参考模型输出的跟踪,消除输出通道中非匹配扰动的影响.最后,由数值仿真例子验证了所提方法的有效性.     

具有未建模动态和输出约束系统的自适应输出反馈控制

针对一类具有未建模动态和输出约束的输出反馈非线性系统, 提出一种自适应输出反馈动态面控制方案. 利用神经网络逼近未知连续函数, 分别设计K滤波器和动态信号估计不可测量的状态, 并处理动态不确定性. 引入障碍李雅普诺夫函数并设计自适应控制器以保证BLF有界, 从而实现输出约束. 理论分析表明, 闭环控制系统是半全局一致终结有界的, 且满足输出约束, 仿真结果验证了所提出方案的有效性.     

非线性多智能体磁滞系统的分布式输出反馈渐近一致控制

针对一类具有磁滞输入且状态未知的非线性多智能体系统, 本文提出了一种基于领导者–跟随者的分布式 输出反馈渐近一致自适应控制方案. 首先, 构造了具有动态高增益的K-滤波器以估计多智能体系统的未知状态. 然 后, 采用一种新型的动态面控制策略设计控制器. 不同于传统动态面控制策略所采用的一阶低通滤波器, 本文设计 了含正时变积分函数的非线性滤波器, 该滤波器不仅能解决“微分爆炸”问题、降低计算负担, 而且能补偿传统动态 面的边界层误差, 使跟踪误差收敛到零. 理论分析表明: 该控制方案能有效地消除未知磁滞的影响, 确保整个闭环系 统的稳定性, 并使跟踪误差达到渐近收敛的目标. 最后, 通过仿真对所提出控制方案的有效性进行了分析和验证.     

一类不确定非线性系统的事件驱动命令滤波反步控制

研究一类具有严格反馈的不确定非线性系统跟踪控制问题.与现有通过自适应神经网络等技术处理系统中未知动态不同,利用命令滤波器处理系统中的不确定函数.基于反步法原理构造虚拟控制律,并通过设计辅助方程解决真实控制律构造困难的问题.通过引入事件驱动机制,在确保系统稳定性的同时降低系统控制律更新频率.最后通过仿真算例验证了所提出命令滤波反步控制策略的有效性.     

一类非线性系统输出反馈自适应扰动抑制

研究了一类依赖于不可量测状态增长非线性系统的输出反馈自适应扰动抑制问题. 与现有文献不同, 所研究的系统具有更多的未知参数, 尤其是不确定控制系数. 为了解决该 问题, 引入了动态高增益K-滤波器, 进而构造了基于K-滤波器的状态观测器. 在输出反馈控制器的设计过程中, 引入了待定设计参数, 增加了设计的自由度. 结果表明, K-滤 波器的动态增益和设计参数的恰当选择可以保证闭环系统的全局稳定性, 从而实现系统 L2-增益意义的扰动抑制.     

Global Practical Tracking for Nonlinear Systems With More Unknowns via Adaptive Output‐Feedback

This paper investigates the global practical tracking via adaptive output‐feedback for a class of uncertain nonlinear systems. Essentially different from the closely related literature, the system under investigation possesses unknown time‐varying control coefficients and a polynomial‐of‐output growth rate, and meanwhile, the system nonlinearities and the reference signal allow serious unknowns. For this, an adaptive observer is designed to reconstruct the system unmeasured states, where a new dynamic gain is introduced to compensate the serious unknowns in the system nonlinearities and the reference signal. Based on this and by backstepping technique, an adaptive output‐feedback controller is successfully designed, such that all the states of the closed‐loop system are bounded, and the tracking error will be prescribed sufficiently small after a finite time. A numerical simulation is provided to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

严格反馈非线性系统的自适应神经网络输出反馈控制

基于非线性反馈函数,文章设计神经网络状态观测器,解决一类非线性系统的输出反馈控制问题.非线性反馈神经网络观测器在系统存在不确定性函数的情况下实时估计系统状态.利用所获得的状态信号,设计了自适应神经网络动态面控制器,同时保证了闭环系统的稳定性和所有信号的有界性.通过调节设计参数的取值能够达到期望的闭环跟踪性能.数值仿真表明,所设计的状态观测器不需要对原系统做状态变换,能够克服输出反馈滑模控制器带来的抖震问题.     

一类非线性系统的间接自适应输出反馈模糊控制

针对一类未知非线性系统,提出一种输出反馈控制方法。首先在假设系统状态已知的情况下设计状态反馈控制器,实现跟踪性能。然后在系统状态不完全可测的情况下,通过设计高增益观测器对系统的状态进行估计,实现输出反馈控制器设计。最后证明所设计的输出反馈控制器可获得状态反馈控制器所取得的最大最小问题的跟踪性能。     

基于神经网络的一类非线性系统自适应输出跟踪

针对一类未知非线性系统,提出了一种输出反馈控制方法.首先,在假设系统状态已 知情况下设计状态反馈控制器,实现跟踪性能;然后,在系统状态不完全可测的情况下,通过 设计高增益观测器对系统的状态进行估计,实现输出反馈控制器设计,证明了所设计的输出 反馈控制器可以获得状态反馈控制器的性能.     

Adaptive output feedback control of a class of uncertain nonlinear systems with unknown time delays

This article studies the adaptive output feedback control problem of a class of uncertain nonlinear systems with unknown time delays. The systems considered are dominated by a triangular system without zero dynamics satisfying linear growth in the unmeasurable states. The novelty of this article is that a universal-type adaptive output feedback controller is presented to time-delay systems, which can globally regulate all the states of the uncertain systems without knowing the growth rate. An illustrative example is provided to show the applicability of the developed control strategy.     

Adaptive fuzzy backstepping output feedback control of nonlinear uncertain systems with unknown virtual control coefficients using MT-filters

In this paper, an adaptive fuzzy output feedback control approach is developed for a class of SISO nonlinear uncertain systems with unmeasured states and unknown virtual control coefficients. The fuzzy logic systems are used to model the uncertain nonlinear systems. The MT-filters and the state observer are designed to estimate the unmeasured states. Using backstepping design principle and combining the Nussbaum gain functions, an adaptive fuzzy output feedback control scheme is developed. It is proved that the proposed adaptive fuzzy control approach can guarantee all the signals in the closed-loop system are semi-globally uniformly ultimately bounded and the tracking error converges to a small neighborhood of origin. A simulation is included to illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

含未建模动态的非线性系统输出反馈DSC设计

针对一类含有未建模动态和未知控制增益符号的非线性系统,提出了一种输出反馈自适应跟踪控制方案.首先利用Kreisselmeier观测器实现了不可测状态的估计,在此基础上以回归设计方式设计了输出反馈动态面控制系统,通过引入Nussbaum函数解决了控制方向未知问题.该方案解克服了传统反推控制方法中的微分爆炸现象,并且所有未...     

Adaptive output feedback stabilisation for planar nonlinear systems with unknown control coefficients

The paper is concerned with the global adaptive stabilisation via output feedback for a class of uncertain planar nonlinear systems. Remarkably, the unknowns in the systems are rather serious: the control coefficients are unknown constants which do not belong to any known interval, and the growth of the systems heavily depends on the unmeasured states and has the rate of unknown polynomial of output. First, a delicate state transformation is introduced to collect the unknown control coefficients, and subsequently, a suitable state observer is successfully designed with two different dynamic gains. Then, an adaptive output feedback controller is proposed by flexibly combining the universal control idea and the backstepping technique. Meanwhile, an appropriate estimation law is constructed to overcome the negative effect caused by the unknown control coefficients. It is shown that, with the appropriate choice of the design parameters, all the states of the resulting closed-loop system are globally bounded, and furthermore, the states of the original system converge to zero.