具有未建模动态和输出约束的耦合系统的分散自适应控制

针对一类具有输入、状态未建模动态和非线性输入的耦合系统,提出一种自适应神经网络控制方案.利用径向基函数神经网络逼近未知非线性连续函数;引入动态信号和正则化信号处理状态及输入未建模动态;通过引入非线性映射,将具有时变输出约束的严格反馈系统化为不含约束的严格反馈系统.最后,通过理论分析验证闭环系统中所有信号是半全局一致最终有界的,仿真结果进一步验证了所提出控制方案的有效性.     

具有输入及状态未建模动态系统的输出反馈自适应控制

针对一类具有输入及状态未建模动态的非线性系统, 设计K滤波器来估计系统不可量测状态, 基于动态面控制技术并利用径向基函数神经网络的逼近能力, 提出一种输出反馈自适应跟踪控制方案. 利用Nussbaum 函数性质, 有效地解决了高频增益符号未知问题. 在控制器设计中引入规范化信号来约束输入未建模动态, 从而有效地抑制其产生的扰动. 通过理论分析证明了闭环控制系统是半全局一致终结有界的.

     

具有动态不确定性互联大系统的分散自适应控制

对一类具有未建模动态结构相似形的严格反馈非线性互联大系统,提出一种基于神经网络的分散自适应动态面控制方案.该方案引入Lyapunov函数来约束未建模动态,利用神经网络逼近理论分析中所产生的未知非线性连续函数.通过Young’s不等式和三重求和项的分解,有效地处理了耦合作用项,并利用动态面控制技术,实现了系统的分散控制.与现有研究结果相比,所设计的分散控制律中不含有控制增益下界常数.通过构造的方法,利用动态面控制设计中引入的紧集有效地处理了未建模动态和分析中产生的不确定连续函数.理论分析证明了闭环控制系统中所有信号半全局一致终结有界,且跟踪误差收敛到原点的一个小邻域内.两个数值算例的仿真结果表明所提控制方案的有效性.     

具有预设性能的切换系统输出反馈自适应动态面控制

本文针对一类具有未建模动态和预设性能的输出反馈非线性切换系统,提出基于公共Lyapunov函数法的自适应输出反馈动态面控制方案.通过设计K滤波器和观测器估计不可测量的状态.引入动态信号处理动态不确定性.利用Nussbaum函数解决增益符号未知的问题.神经网络用于逼近由设计过程和理论分析所产生的未知连续函数.引入性能函数和误差转换器将预设性能控制问题转换为稳定性问题.通过适当选取切换子系统的初值,并利用动态面控制系统证明的特点,证明了闭环切换系统所有信号半全局一致终结有界.仿真例子验证了所提方案的有效性.     

具有全状态约束和未建模动态的严格反馈系统有限时间自适应动态面控制

针对一类具有全状态约束、未建模动态和动态扰动的严格反馈非线性系统,通过构造非线性滤波器,并利用Young’s不等式,提出一种新的有限时间自适应动态面控制方法.引入非线性映射处理全状态约束,将有约束系统变成无约束系统,利用径向基函数逼近未知光滑函数,利用辅助系统产生的动态信号处理未建模动态.对于变换后的系统,利用改进的动态面控制和有限时间方法设计的控制器结构简单,移去现有有限时间控制中出现的“奇异性”问题,可加快系统的收敛速度.理论分析表明,闭环系统中的所有信号在有限时间内有界,全状态不违背约束条件.数值算例的仿真结果表明,所提出的自适应动态面控制方案是有效的.     

具有执行器故障的不确定多智能体系统自适应动态面控制

本文研究了一类具有输入量化、未建模动态和执行器故障的非线性多智能体系统的一致跟踪问题.引入一个可量测的动态信号消除未建模动态对系统的影响.利用Young’s不等式和高斯函数的性质,有效地处理了多智能体邻居节点在设计的第一步中对子系统的耦合作用.通过将滞回量化器表示为具有有界系数和有界扰动的输入线性函数,并利用动态面控制方法,提出一种自适应神经网络动态面控制方案,简化了控制器的设计,保证了闭环系统的所有信号都是半全局一致终结有界的,所有跟随者都能实现期望的一致性.最后,仿真结果验证了所提出的自适应控制策略的有效性.     

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...     

带有未建模动态的非线性系统的自适应动态面控制

针对一类带有未建模动态的非线性纯反馈系统,利用神经网络逼近能力,提出一种自适应动态面控制方案.通过在传统后推设计中引入一阶滤波器,避免了对虚拟控制反复求导而导致的计算复杂性问题.利用Young’s不等式和积分型李亚普诺夫函数,有效地减少了可调参数的数目,无需虚拟控制增益系数导数的信息.理论分析表明了闭环控制系统是半全局一致终结有界的.     

具有输入饱和的电液伺服位置系统自适应动态面控制

针对具有非线性、参数不确定性及输入饱和问题的电液伺服位置系统,提出了一种自适应动态面控制器的设计方法.该方法充分考虑饱和特性,利用双曲正切函数和辅助控制信号对系统非线性模型进行等价变换,进而采用动态面方法设计抗饱和控制器.设计过程中引入Nussbaum函数,以补偿输入饱和引起的非线性项.通过构造合适的Lyapunov函数,证明闭环系统的所有信号一致最终有界.仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的跟踪效果,并有效地削弱了输入饱和对系统造成的不良影响.     

具有未建模动态的自适应神经网络动态面控制

对一类具有未建模动态的严格反馈非线性系统,提出一种自适应神经网络动态面控制方案.该方案将动态面控制方法扩展到具有未建模动态的严格反馈非线性系统的控制器设计中,拓展了动态面控制方法的应用范围.利用动态面控制方法引入的紧集来处理未建模动态对于系统的影响.利用Young's不等式,提出两种自适应参数调节方案.与现有研究结果相比,有效地减少了可调参数的数目,放宽了动态不确定性的假设,无需虚拟控制增益系数导数的信息.通过理论分析,证明了闭环控制系统是半全局一致终结有界的,且跟踪误差收敛到原点的一个小邻域内.     

Finite-time command filter-based adaptive tracking control for nonstrict feedback nonlinear systems with full-state restrictions and unmodeled dynamics

The finite-time command filter tracking control for a class of nonstrictly feedback nonlinear systems with unmodeled dynamics and full-state constraints is investigated in this paper. The hyperbolic tangent function is used as a nonlinear mapping technique to solve the obstacle of the full-state constraints. A new adaptive finite time control method is proposed through command filtering reverse engineering, and the shortcomings of the dynamic surface control (DSC) method are overcome by the error compensation mechanism. Dynamic signal is designed to handle dynamical uncertain terms. Normalization signal is designed to handle input unmodeled dynamics. Unknown nonlinear functions are approximated by radial basis function neural networks. Based on the Lyapunov stability theory, it is proved that all signals in the closed-loop system are semi-globally consistent and finally bounded and the output tracking error converges in finite time. Two numerical examples are utilized to verify the effectiveness of the proposed control approach.     

具有未建模动态系统的自适应动态面输出反馈控制

针对一类具有未建模动态和动态扰动且状态不可量测的非线性系统,利用神经网络逼近未知函数设计K-滤波器重构系统状态,提出一种自适应输出反馈控制策略。通过对未建模动态的新刻画,避免动态信号的引入。采用动态面设计方法,取消理论分析中产生的未知连续函数的估计,降低设计的复杂性。利用Lyapunov方法证明了闭环系统的所有信号是半全局一致终结有界的,并通过仿真结果验证了所提出方案的有效性。     

具有动态不确定性的自适应动态面控制

针对一类具有未建模动态的纯反馈非线性系统,提出一种自适应动态面控制方法。利用神经网络逼近未知连续函数,通过引入一种动态信号克服未建模动态。与现有结果相比,提出的设计方案简化了对未建模动态的处理过程,取消了神经网络逼近误差有界的假设。理论分析证明了该自适应控制方法能够保证闭环系统是半全局一致终结有界的,仿真结果验证了该方案的有效性。     

Design of observer-based adaptive controller for nonlinear systems with unmodeled dynamics and actuator dead-zone

This paper presents an up-to-date study on the observer-based control problem for nonlinear systems in the presence of unmodeled dynamics and actuator dead-zone. By introducing a dynamic signal to dominate the unmodeled dynamics and using an adaptive nonlinear damping to counter the effects of the nonlinearities and dead-zone input, the proposed observer and controller can ensure that the closed-loop system is asymptotically stable in the sense of uniform ultimate boundedness. Only one adaptive parameter is needed no matter how many unknown parameters there are. The system investigated is more general and there is no need to solve Linear matrix inequality (LMI). Moreover, with our method, some assumptions imposed on nonlinear terms and dead-zone input are relaxed. Finally, simulations illustrate the effectiveness of the proposed adaptive control scheme.     

Adaptive neural optimal control via command filter for nonlinear multi-agent systems including time-varying output constraints

In this article, an optimal command-filtered backstepping control approach is proposed for uncertain strict-feedback nonlinear multi-agent systems (MASs) including output constraints and unmodeled dynamics. One-to-one nonlinear mapping (NM) is utilized to recast constrained systems as corresponding unrestricted systems. A dynamical signal is applied to cope with unmodeled dynamics. Based on dynamic surface control (DSC), the feedforward controller is designed by introducing error compensating signals. The optimal feedback controller is produced applying adaptive dynamic programming (ADP) and integral reinforcement learning (IRL) techniques in which neural networks are utilized to approximate the relevant cost functions online with established weight updating laws. Therefore, the entire controller, including feedforward and feedback controllers, not only ensures that all signals in the closed-loop systems are cooperative semi-globally uniformly ultimately bounded (SGUUB) and the outputs maintain in the provided time-varying constraints, but also makes sure that the cost functions achieve minimization. A simulation example is presented to illustrate the feasibility of the proposed control algorithm.     

具有未建模动态及输入输出约束的单相全桥逆变器动态面事件触发控制

全桥逆变器是一类典型的开关型非线性系统,系统中存在很多非线性和不确定因素,易导致系统性能下降,甚至造成不稳定.对于具有未建模动态和时变输出约束的单相全桥逆变器系统,利用动态信号处理未建模动态,设计辅助动态系统补偿控制信号,提出一种事件触发的自适应动态面跟踪控制策略;引入跟踪误差变换,解决输出约束问题;对控制输入进行约束,使用模糊系统调节参数向量的欧氏范数作为自适应参数,设计事件触发控制,这些技术的采用可有效降低控制器计算量,保证实际系统的可实现性,完善了具有输入约束条件下动态面控制方法的稳定性分析和证明.逆变器精确模型无需已知,实际控制系统具有较好的稳定性和鲁棒性.理论分析表明,闭环系统的所有信号半全局一致终结有界,所提出方案的有效性通过仿真实验得到进一步验证.