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不确定非线性多智能体系统的分布式容错协同控制 总被引:1,自引:0,他引:1
针对一类存在未知非线性的多智能体系统,研究具有执行器故障的“领导-跟随”协同控制问题。利用模糊逻辑系统逼近系统的未知非线性,通过设计故障估计器辨识系统的故障。在“跟随者”之间的通信网络为单向连通的情况下,提出分布式模糊容错协同控制器的设计方案,实现“跟随者”的状态跟踪“领导者”的状态。基于Lyapunov稳定性理论,证明系统的跟踪误差一致最终有界。仿真结果验证了所提出设计方法的有效性。 相似文献
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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。 相似文献
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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. 相似文献
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针对一类受到未知干扰的非线性多智能体系统,提出了一种鲁棒一致性控制与故障检测算法.首先,针对每个智能体系统设计了一个未知输入非线性观测器.然后,基于观测器的状态估计信息,设计了鲁棒一致性控制协议.控制协议保证了给定的干扰抑制性能指标.接着,考虑智能体出现故障的情形,采用自适应阈值法,提出了一种分布式故障检测算法.最后,以多个直流电机驱动的单摆系统为例进行了仿真实验,仿真结果表明了一致性控制与故障检测算法的有效性. 相似文献
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针对多智能体系统编队控制过程中面临的性能约束、输入饱和、通信资源受限等问题,研究一类具有规定性能的高阶非仿射多智能体系统编队控制问题,提出一种有限时间动态事件触发编队控制策略。首先利用反步法设计控制律,并引入微分跟踪技术解决“计算爆炸”问题,有效避免对复杂虚拟控制律的求导过程;其次采用模糊逻辑系统估计系统内部的不确定性,通过设计性能函数和饱和补偿系统使得多智能体满足规定瞬态性能并防止输入饱和所带来的影响;随后为了解决通信资源受限的问题,构造一个具有动态阈值的自适应事件触发协议,有效减少控制器与执行器之间的通信量;最后利用李雅普诺夫稳定性理论分析闭环系统的稳定性,保证编队误差将渐近收敛至0且系统中所有信号均有界。采用含有1个领导者和5个跟随者的多智能体模型进行仿真验证,结果表明,在该有限时间动态事件触发编队控制策略下,多智能体系统最终形成以领导者为圆心、跟随者都在圆上的编队队形,且编队误差在规定的范围内演化。 相似文献
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采用滑模控制设计方法考虑了多智能体系统的鲁棒量化一致性问题。将多智能体系统的滑模面设计由考虑匹配不确定的情形推广到同时带有匹配和不匹配不确定性的情形,并采用线性矩阵不等式技术给出滑模面参数的求解方法。针对数字通信通道编解码的特点,充分考虑了量化参数不匹配和外部干扰等多种不利因素的影响,提出一种新的滑模到达控制律确保闭环系统能在有限时间到达设计的滑模面,实现量化一致性的目标。经计算机仿真实验比较验证了本设计方法的有效性。 相似文献
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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。 相似文献
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基于带有非线性动态的二阶多智能体系统,研究了在有动态领导者条件下的跟踪一致性问题。假设跟随者只能获取邻居智能体的相对状态信息,只有一部分跟随者可以获得领导者的位置和速度信息,领导者的控制输入非零且不被任何一个跟随者可知。在通信拓扑为无向连通图的条件下,为了避免全局信息的不确定性,设计了分布式自适应控制协议。将系统的一致性问题转化为误差系统的一致性问题,通过Lyapunov稳定性理论和矩阵理论分析得到了该协议使系统达到一致的充分条件。最后用仿真例子证明了设计方法的有效性。 相似文献
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In this paper, the problem of distributed containment fault-tolerant control for a class of nonlinear multi-agent systems in strict-feedback form is studied. The considered nonlinear multi-agent systems are subject to unknown nonlinear functions and actuator faults with loss of effectiveness and lock-in-place. By resorting to the universal approximation capability of fuzzy logical systems, the command filtered backstepping technique and nonlinear fault-tolerant control theory, distributed controllers are designed recursively. From the Lyapunov stability theory, it is proved that all signals of the resulting closed-loop systems are cooperatively semi-globally uniformly ultimately bounded and the containment errors converge to a small neighbourhood of origin by properly tuning the design parameters. Finally, a numerical example is provided to show the effectiveness of the proposed control method. 相似文献
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带有未建模动态的非线性系统的自适应动态面控制 总被引:1,自引:0,他引:1
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. 相似文献
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This paper focuses on the problem of adaptive control for uncertain nonaffine nonlinear systems. The original nonaffine systems are transformed into the augmented affine systems via adding an auxiliary integrator, which makes the explicit control design possible. By introducing a modified sliding mode filter in each step, a novel adaptive dynamic surface controller is proposed, where the ‘explosion of complexity’ problem inherent in the backstepping design is avoided. It is proven rigorously that for any initial control condition, the proposed adaptive scheme is able to ensure the semiglobal uniformly ultimately boundedness of all signals in the closed loop. An illustrative example is carried out to verify the effectiveness of the proposed approach. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
14.
K. Merve Dogan Benjamin C. Gruenwald Tansel Yucelen Jonathan A. Muse 《国际强度与非线性控制杂志
》2019,29(12):4228-4249
》2019,29(12):4228-4249
In adaptive control of uncertain dynamical systems, it is well known that the presence of actuator and/or unmodeled dynamics in feedback loops can yield to unstable closed‐loop system trajectories. Motivated by this standpoint, this paper focuses on the analysis and synthesis of multiple adaptive architectures for control of uncertain dynamical systems with both actuator and unmodeled dynamics. Specifically, we first analyze model reference adaptive control architectures with standard, hedging‐based, and expanded reference models for this class of uncertain dynamical systems and develop sufficient stability conditions. We then synthesize a robustifying term for the latter architecture and analytically show that this term can allow for a relaxed sufficient stability condition. The proposed theoretical treatments involve Lyapunov stability theory, linear matrix inequalities, and matrix mathematics. Finally, we compare the resulting sufficient stability conditions of the considered adaptive control architectures on a benchmark mechanical system subject to actuator and unmodeled dynamics. 相似文献
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This paper discusses the adaptive fuzzy decentralised fault-tolerant control (FTC) problem for a class of nonlinear large-scale systems in strict-feedback form. The systems under study contain the unknown nonlinearities, unmodelled dynamics, actuator faults and without the direct measurements of state variables. With the help of fuzzy logic systems identifying the unknown functions and a fuzzy adaptive observer is designed to estimate the unmeasured states. By using the backstepping design technique and the dynamic surface control approach and combining with the changing supply function technique, a fuzzy adaptive FTC scheme is developed. The main features of the proposed control approach are that it can guarantee the closed-loop system to be input–to-state practically stable, and also has the robustness to the unmodelled dynamics. Moreover, it can overcome the so-called problem of ‘explosion of complexity’ existing in the previous literature. Finally, simulation studies are provided to illustrate the effectiveness of the proposed approach. 相似文献
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对一类控制增益符号未知且执行器有故障的输出反馈多输入单输出非线性系统,提出了一种后推容错控制方案.该方案在系统状态不可量测的情况下,利用Nussbaum函数处理符号未知的常数增益,并通过构造K-滤波器来估计了系统不可量测的状态.在容错控制器设计过程中,引入变能量函数来处理利用虚拟控制律所无法抵消的部分.与现有研宄成果相比,放宽了未知增益需要上下界均为已知的假设条件.最后,通过选取合适的李雅普诺夫函数,证明了闭环系统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.仿真结果表明了所提控制方法的有效性. 相似文献
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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. 相似文献