基于模糊逻辑系统的输出跟踪控制问题

针对一类未知的非线性互联大系统，设计间接自适应模糊控制器以实现跟踪控制，采用模糊控制，模糊逻辑逼近和模糊滑模控制相结合的方法，对维数较低的子系统未知动态和维数较高的互联项未知动态分别采用两类模糊规则进行逼近，对系统的外部干扰及模糊逼近误差采用模糊滑模控制予以抵消，基于Lyapunov方法实现模糊系统中的参数自适应律并在线调节，所设计的间接自适应控制器使系统在Lyapunov意义下稳定，且跟踪误差趋近于0，仿真结果表明了该设计方法的正确性。     

一类纯反馈力学系统的自适应模糊动态面控制

针对一类纯反馈形式的不稳定力学系统,提出自适应模糊动态面控制方法。在一般动态面控制的设计框架下,引入模糊系统逼近模型的未知函数,设计自适应律在线估计模糊系统权参数和模型未知参数,通过Lyapunov方法证明得出闭环系统半全局稳定。该策略避免了传统反演设计存在的“微分爆炸”现象,并且解决了纯反馈系统控制设计中通常存在的循环设计问题。仿真结果表明,控制系统能够克服不确定性,且能够简单有效地实现跟踪控制。     

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.     

非线性严格反馈系统自适应非反步输出反馈控制

针对传统反步控制器设计方法存在复杂度爆炸、参数收敛难、控制奇异、需全系统状态已知等问题,提出一种新的可保证参数收敛的未知系统动态辨识和非反步输出反馈自适应控制方法.首先,通过定义新的状态变量和系统等价变换,将严格反馈系统状态反馈控制转化为标准系统的输出反馈控制,进而设计包含高阶微分器的自适应单步控制器,避免反步递推设计的问题;然后,采用两个神经网络对系统集总未知动态进行估计,避免传统控制方法在未知控制增益在线估计过零引发的奇异问题;最后,构造一种新的自适应算法在线更新神经网络权值确保其收敛到真实值,进而实现对未知系统动态的精准辨识.基于Lyapunov定理的分析表明,跟踪误差和估计误差均可收敛到零点附近紧集.基于液压伺服系统模型的对比仿真验证了所提出方法的有效性和优越性.     

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.     

无未知参数先验信息的非线性自适应观测器设计

研究了一类具有未知参数的非线性系统自适应观测器设计问题.不同于现有结果,本文所研究的非线性系统更为一般,已知的系统信息更少:1)系统未知参数的范数的上界未知;2)具有关于可测输出非Lipschitz连续的非线性动态:3)系统输出显式地依赖于控制输入.通过设计自适应调节器来估计未知参数范数,从而给出了不基于未知参数先验信息的非线性自适应观测器设计的新方法.所设计的观测器为全局渐近收敛的,即实现了系统状态的渐近重构,确保了未知参数估计的一致有界性.此外,在系统输出不显式地依赖于控制输入的条件下,研究了降维观测器的设计问题.仿真例子验证了本文理论结果的正确性.     

一类高阶非线性不确定系统自适应稳定控制

研究了一类高阶非线性不确定性系统的自适应稳定控制设计问题.因该系统的非线性程度高,其控制系数不等同、符号已知、但数值未知,故在此之前其稳定控制设计问题没有得到解决.本文应用自适应技术,结合设计参数的适当选取,从而得到了设计该类非线性系统状态反馈稳定控制器的新方法,并基于反推技术,给出了稳定控制器的设计步骤.所设计的状态反馈控制器使得闭环系统的状态全局渐近收敛于零,其余闭环信号一致有界.最后通过一个仿真例子说明了控制设计方法的有效性.     

一类非线性输出反馈系统的自适应输出调节问题

本文讨论一类非线性系统的全局鲁棒输出调节问题.假定被控非线性系统的系统输入方向未知,且产生参考或扰动信号的外部系统含未知参数,这为控制律的设计带来了挑战.文章使用自适应控制方法和内模原理,解决了一类相对阶为1的非线性输出反馈系统的输出调节问题,并将结果应用于处理Lorenz系统的渐近跟踪问题.     

任意切换下高能随机系统的神经网络预设控制

针对一类不确定高能随机非线性系统,开展自适应神经网络backstepping控制研究,并保证在任意切换信号下的预设跟踪性能.该高能系统假定系统动态和任意切换信号未知.首先,利用预设性能控制,保证跟踪控制性能;其次,RBF神经网络用来克服未知系统动态,仅用到单一自适应更新参数,从而克服过参数问题;最后,基于公共的Lyapunov稳定性理论提出自适应神经网络控制策略,并减少了学习参数.最终结果表明所设计的公共控制器能保证所有闭环信号半全局最终一致有界,并能在任意切换下保证预设的跟踪性能.仿真结果进一步表明所提出方法的有效性.     

A new approach to adaptive control design without overparametrization for a class of uncertain nonlinear systems

This paper considers the globally stabilizing adaptive controller design for a class of more general uncertain high-order nonlinear systems with unknown control coefficients.Although the existing literature has solved the problem,for n-dimensional systems,the existing methods need at least n + 1 dynamic updating laws for the unknown parameters to construct the stabilizing adaptive controller;that is,the dimension of the dynamic compensator is not less than n + 1,and therefore,there exists serious overparame...     

Adaptive fuzzy dynamic surface control for a class of perturbed nonlinear time-varying delay systems with unknown dead-zone

In this paper,adaptive dynamic surface control(DSC) is developed for a class of nonlinear systems with unknown discrete and distributed time-varying delays and unknown dead-zone.Fuzzy logic systems are used to approximate the unknown nonlinear functions.Then,by combining the backstepping technique and the appropriate Lyapunov-Krasovskii functionals with the dynamic surface control approach,the adaptive fuzzy tracking controller is designed.Our development is able to eliminate the problem of "explosion of complexity" inherent in the existing backstepping-based methods.The main advantages of our approach include:1) for the n-th-order nonlinear systems,only one parameter needs to be adjusted online in the controller design procedure,which reduces the computation burden greatly.Moreover,the input of the dead-zone with only one adjusted parameter is much simpler than the ones in the existing results;2) the proposed control scheme does not need to know the time delays and their upper bounds.It is proven that the proposed design method is able to guarantee that all the signals in the closed-loop system are bounded and the tracking error is smaller than a prescribed error bound,Finally,simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed approach.     

Adaptive output feedback control for a class of planar nonlinear systems

This paper is concerned with the problem of global adaptive stabilization by output feedback for a class of planar nonlinear systems with uncertain control coefficient and unknown growth rate. The control coefficient is not supposed to have known upper bound, and this relaxes the corresponding requirement in the existing literature (see e.g. 1 , 2 . First, by the universal control method, an observer is constructed based on the dynamic high‐gain K‐filters. Then, the control design procedure is developed to obtain the stabilizing controller and dynamic compensator for the uncertainties in the control coefficient. It is shown that the global stability of the closed‐loop system can be guaranteed by the appropriate choice of the design parameters. A simulation example is also provided to illustrate the correctness of the theoretical results. © 2009 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society.     

一类控制系数未知但等同高阶非线性系统的稳定控制设计

本文研究了一类控制系数未知但等同高阶非线性系统的状态反馈稳定控制设计问题. 尽管该类系统具有不确定性, 即控制系数未知,但本文没有采用自适应技术, 而是通过选取适当的设计参数, 从而得到了设计该类非线性系统稳定控制器的新方法, 并基于反推技术, 给出了稳定控制器的设计步骤. 所设计的状态反馈控制器使得闭环系统全局渐近稳定, 并保持在原点的平衡性.     

一类非齐次高阶非线性系统的自适应控制设计

本文讨论了一类具有未知参数的非齐次高阶非线性系统的全局强稳定自适应控制器的设计问题,定义了一个时变未知参数和一列非齐次辅助函数,通过增加辅助函数的积分项的方法并结合自适应控制技术,放宽了目前已有结论中对非线性项的限制,给出了使系统全局强稳定的连续自适应控制器存在的一个充分条件,给出了它的自适应状态反馈控制器的递推设计方法,并通过一个例子验证了文章的理论结果.     

容错控制系统鲁棒H∞和自适应补偿设计

通过设计动态输出反馈控制策略研究线性时不变系统执行器故障下的鲁棒自适应容错H∞控制问题. 结合自适应技术和线性矩阵不等式(Linear matrix inequalities, LMI)技术, 设计一个控制策略同时实现系统的故障补偿控制和性能优化控制. 在设计中, 提出由自适应律在线调节控制增益方程补偿未知执行器故障和摄动; 并设计一个基于模式依赖李亚普诺夫方程的LMI条件解出控制参数及次优H∞性能. 所设计的动态输出反馈控制器可以处理一般执行器卡死故障, 并得到更少保守性的H∞性能指标. 此外, 一个更具挑战性的问题, 即通过自适应机构补偿故障致使系统多少性能退化得到论证. 所提方法的有效性由一个解耦线性化动态飞行器系统仿真验证.     

不确定非完整动力学系统的时变自适应控制

研究了具有未知惯性参数非完整动力学系统的镇定问题,对于一类非完整系统,给出了一种新的时变自适应律镇定律,不同于其它文中的控制律,该镇定律不是高增益的,文中也讨论了一般不确定非完整动力学系统的镇定问题,证明了时变周期镇定律的存在性,一个简单的例子说明了如何应用文中结果设计镇定律,仿真结果表明了本文所提设计方法的有效性。     

Robust adaptive control for interval time-delay systems

1 Introduction The problem of time-delay is commonly encountered in various engineering systems, such as electric, pneumatic and hydraulic networks, long transmission lines, etc., and it is also a great source of systems instability and poor perfor- mance. During the last decades, we have seen an increasing interest for the control of this class of systems and many results have reported in the literature [1～5]. On the other hand, it has been recognized that nonlinear uncertainties are unavoid…