控制方向未知的非线性系统的自适应输出跟踪控制

针对一类含有未知控制方向和时变不确定性的本质非线性系统,应用Nussbaum-type增益技术和Adding a power integrator递推设计方法,设计了一种鲁棒自适应状态反馈拉制器．所设计的控制器能保证闭环系统所有信号全局一致有界,特别是通过适当调整控制器设计参数,可使输出跟踪误差在有限时间后变得适当小．最后通过仿真实例对算法进行验证.     

一类不确定非线性系统的指数鲁棒输出跟踪

研究一类不确定非线性系统的鲁棒输出跟踪控制问题。应用输入／输出反馈线性化法和李亚普诺夫方法,提出一种基于不确定项上界的连续型鲁棒输出跟踪控制器设计方法。该控制器不仅可确保闭环系统的状态一致最终有界,使系统输出按指数规律跟踪期望输出,而且计算简单,更易实现。仿真结果证明了该方法的可行性与有效性。     

一类非线性时变系统的鲁棒输出跟踪控制

研究一类具有非匹配不确定性的非线性时变系统的鲁棒状态反馈输出跟踪控制器设计问题。通过引入非线性时变系统的相对阶将系统输入输出线性化,然后设计出一种基于标称系统和不确定性上界的连接型鲁棒输出跟踪控制器,利用该方案设计的控制器可保证整个闭环系统是一致有界稳定的,且闭环输出可以渐近跟踪期望的轨迹。     

一类不确定非线性系统自适应输出反馈跟踪控制的新结果

研究了一类不确定非线性系统的自适应输出反馈实际跟踪控制问题. 解决该控制问题的困难主要源于此类系统控制系数不确定, 并具有依赖于不可测状态的增长且其增速是关于输出的多项式函数. 首先, 通过推广现有的K–滤波器, 引入了新的动态高增益K–滤波器, 并基于此构造了状态观测器. 然后, 应用反推技术, 成功的设计了系统的自适应输出反馈跟踪控制器. 主要结果表明, 通过设计参数的适当选择, 所构造的控制器能保证闭环系统的所有状态全局有界, 并且当时间足够大时, 跟踪误差收敛到零点的既定小邻域内.     

执行器故障不确定非线性系统最优自适应输出跟踪控制

本文针对一类具有执行器故障的多输入多输出（Multi-input multi-output,MIMO）不确定连续仿射非线性系统,提出了一种最优自适应输出跟踪控制方案.设计了保证系统稳定性的不确定项估计神经网络权值调整算法,仅采用评价网络即可同时获得无限时域代价函数和满足哈密顿-雅可比-贝尔曼（Hamilton-Jacobi-Bellman,HJB）方程的最优控制输入.考虑执行器卡死和部分失效故障,设计最优自适应补偿控制律,所设计的控制律可以实现对参考输出的一致最终有界跟踪.飞行器控制仿真和对比验证表明了本文方法的有效性和优越性.     

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.     

高阶非线性不确定系统的自适应实际输出跟踪控制

本文研究了一类高阶非线性不确定系统的自适应实际输出跟踪控制问题, 该问题在未知控制系数的下界精确知道的假设下已经得到了研究. 基于新的鲁棒自适应控制和连续控制思想, 成功去除该假设条件. 进而应用增加幂次积分的方法, 给出了构造连续自适应实际输出跟踪控制器的系统化方法. 该控制器确保闭环系统的所有状态全局稳定, 并且经过有限时间后, 跟踪误差可以被某一事先给定的任意正数界定. 最后, 通过一个仿真算例验证了理论结果的正确性.     

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.     

增长率为输出的未知多项式非线性系统的全局输出反馈跟踪

本文研究了一类增长线性地依赖于不可测状态非线性系统的输出反馈自适应实用跟踪问题.很不同的是,本文所研究系统的增长率是输出的未知多项式(系数未知、幂次已知),且关于被跟踪参考信号的假设相当弱(仅本身和其导数为已知的),为解决该问题,通过灵活采用通用控制和死区的思想和方法,引入了带有新型动态增益的观测器来重构不可测的系统状态,进而构造了自适应输出反馈跟踪控制器.可以证明,当控制器中的设计参数适当选取时,闭环系统所有状态有界,并且跟踪误差趋于事先给定的充分小的区域.数值仿真说明了所提方法的有效性.     

一类随机非线性系统自适应跟踪的模块化设计

对参数严格反馈形式的非线性系统,在含有未知方差Wiener噪声干扰下,为增进系统的稳定性,采用基于估计的模块化设计思想,研究了其跟踪问题。对方差不确定噪声抑制的控制机制,设计了具有鲁棒稳定特性的输入状态稳定控制器,确保系统满足控制器和辨识器的分离设计。应用Swapping技术,设计滤波器将动态参数模型转化为静态模型,并且运用梯度算法设计了参数自适应律。控制器与辨识器结合最终使跟踪误差在概率意义下收敛,试验证明采用方法有效。     

Adaptive practical output tracking of a class of nonlinear systems

Focus is hid on the adaptive practical output-tracking problem of a chss of nonlinear systems with high-order lower-triangular structure and uncontrollable unstable linearization. Using the modified adaptive addition of a power integrator technique as a basic tool, a new smooth adaptive state feedback controller is designed. This controller can ensure all signals of the closed-loop systems are globally bounded and output tracking error is arbitrary small.     

Adaptive Dynamic Output Feedback Stabilisation of Nonlinear Systems

An adaptive dynamical output feedback controller is introduced for a class of nonlinear non‐minimum phase systems. This adaptive controller achieves practical stabilisation, that means the output will asymptotically tend to a pre‐specified neighbourhood of the origin. In case of linear systems, we can even prove adaptive stabilisation.     

Adaptive Control of Piecewise Linear Systems with State Feedback for Output Tracking

A piecewise linear system consists of a set of linear time‐invariant (LTI) subsystems, with a switching sequence specifying an active subsystem at each time instant. This paper studies the adaptive control problem of single‐input, single‐output (SISO) piecewise linear systems. By employing the knowledge of the time instant indicator functions of system parameter switches, a new controller structure parametrization is proposed for the development of a stable adaptive control scheme with reduced modeling error in the estimation error signal used for parameter adaptive laws. This key feature is achieved by the new control scheme's ability to avoid a major parameter swapping term in the error model, with the help of indicator functions whose knowledge is available in many applications. A direct state feedback model reference adaptive control (MRAC) scheme is presented for such systems to achieve closed‐loop signal boundedness and small output tracking error in the mean square sense, under the usual slow system parameter switching condition. Simulation results on linearized NASA GTM models are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed scheme.     

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.     

自适应跟踪输出控制器的设计和仿真

本文介绍带有未建模动态的倒立单摆非线性模型的全局自适应实际跟踪输出控制器的设计。该控制器对不确定性具有鲁棒性。数字仿真的结果证实了这种方法的有效性。     

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。