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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 21 毫秒
1.
李元新  魏淑仪 《控制与决策》2023,38(8):2326-2334
将一类具有输入饱和的严格反馈单输入单输出非线性系统作为研究对象,解决其自适应渐近跟踪控制问题.与已有结果不同,所考虑的虚拟控制参数可以是未知且增益函数的上界信息也是未知的,这给控制器的设计带来了挑战.通过结合光滑函数及有界估计方法,设计一种新颖的自适应渐近跟踪控制策略;其次,通过引入Nassbaum函数解决由输入饱和不确定参数以及未知虚拟控制参数带来的影响;此外,通过利用未知增益的下界信息巧妙地构造一个特殊的李雅普诺夫函数并结合不等式技巧,可以消除对控制增益函数上界信息的需要,并保证系统的全局稳定性和跟踪性能;最后,通过实例仿真及对比仿真表明所提出自适应渐近跟踪控制算法的有效性.  相似文献   

2.
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.  相似文献   

3.
研究板球系统受到随机激励时的数学建模与轨迹跟踪控制问题. 首次建立了板球系统的随机数学模型, 并 结合backstepping方法、有限时间预设性能函数、全状态约束及新的预设性能推导方法设计了具有未知输入饱和的 随机板球系统实际有限时间全状态预设性能跟踪控制器, 实现了随机激励下板球系统的有限时间预设性能轨迹跟 踪控制. 所设计的控制器保证了系统跟踪误差能够被预先给定的有限时间性能函数约束, 并且能在任意给定的停息 时间内收敛到预先给定的邻域内. 最后通过仿真实验验证了所设计控制器具有更好的控制效果.  相似文献   

4.
针对高阶非线性系统,开展自适应神经网络跟踪控制器设计,系统受到随机扰动的影响.首次把输入和输出约束问题引入到高阶系统的跟踪控制中,并假定系统动态是未知.首先借用高斯误差函数表达连续可微的非对称饱和模型以实现输入约束,和障碍Lyapunov函数保证系统输出受限;其次,针对高阶非线性系统,径向基函数(RBF)神经网络用来克服未知系统动态和随机扰动.在每一步的backstepping计算中,仅用到单一的自适应更新参数,从而克服了过参数问题;最后,基于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.最终结果表明设计的控制器能保证所有闭环信号半全局最终一致有界,并能使跟踪误差收敛到零值小的邻域内.仿真研究进一步验证了提出方法的有效性.  相似文献   

5.
为解决多智能体系统在有限时间跟踪控制过程中受输入饱和影响的问题, 本文研究了输入饱和约束下的 二阶线性多智能体系统的有限时间一致和跟踪控制. 首先在无向通信拓扑下, 利用齐次函数, 设计了基于单饱和函 数的有限时间一致和跟踪控制器. 然后, 应用李雅普诺夫稳定性理论和代数图论等方法证明了控制算法的稳定性. 最后, 给出了能够使多智能体系统实现有限时间一致和跟踪的充分条件. 仿真结果验证了当系统存在输入饱和约束 时, 控制器能使多智能体在有限时间内完成跟踪任务.  相似文献   

6.
针对一类含有迟滞特性的未知控制方向严反馈非线性系统,设计了基于误差变换的反步自适应控制器.首先提出动态迟滞算子来扩展输入空间建立神经网络迟滞模型.然后利用径向基函数(RBF)神经网络逼近未知函数,并引入Nussbaum型函数来解决系统未知控制方向问题.最后采用误差变换将误差限定在预设的范围内,并利用反步法设计自适应控制器.该控制方案不仅能够保证跟踪精度,还可以提高系统暂态和稳态性能.仿真结果表明了控制方案的可行性.  相似文献   

7.
针对系统动态未知的无人艇(USV)在推进器故障与饱和约束下轨迹跟踪问题,本文提出一种基于固定时间扩张状态观测器的积分滑模容错控制方法.首先,构造固定时间扩张状态观测器,实现未知速度信息、集总未知非线性的准确估计.进而,通过引入一种新型设定时间性能函数,约束位姿跟踪误差,并利用误差转换函数将其转化为无约束误差动态系统.在此基础上,结合固定时间积分滑动模态与饱和补偿动态系统,设计固定时间控制策略,保证系统实际固定时间稳定且位姿跟踪误差严格位于指定范围内.最后,仿真验证所提出控制方法的有效性与优越性.  相似文献   

8.
非仿射系统的自适应观测器自抗扰控制   总被引:2,自引:0,他引:2  
研究了一类单输入单输出(SISO)非仿射非线性系统的控制问题,通过微分同胚变换以及自抗扰思想将该类形式转化成含有未知非线性且控制增益未知的仿射形式.引入扩展状态自适应观测器以及Nussbaum-type增益技术,利用积分反演和调节函数技术,设计了自抗扰控制器.从理论上证明了所设计的控制器能够保证闭环系统所有信号全局一致有界,并且证明了跟踪误差渐近收敛到零点的残集内.仿真例子验证了算法的有效性.  相似文献   

9.
司文杰  王聪  董训德  曾玮 《控制与决策》2017,32(9):1537-1546
针对一类严格反馈形式的单输入单输出时滞系统,研究在全状态约束下的输出反馈控制.首先,设计状态观测器估计不可测量的状态;其次,利用RBF神经网络逼近未知的非线性函数,利用障碍Lyapunov函数确保全状态约束及Lyapunov-Krasovskii方法消除时滞对系统的影响;最后,设计输出反馈控制器,并且有更少的更新参数减少了计算负荷.所设计的控制器可以保证闭环系统中所有信号半全局一致最终有界,信号误差收敛到小的领域内.仿真例子进一步验证了所提出方法的有效性.  相似文献   

10.
针对一类具有未知不确定性,且状态不可测的非线性系统,考虑了输入端的饱和非对称扇区非线性特性影响,提出了系统模型未知情形下基于自适应模糊观测器的跟踪控制方案,采用Lyapunov-Krasovskii函数给出了滑模控制器参数和模糊逻辑的自适应调整律.所提方法不仅可保证闭环跟踪系统的稳定性,还削弱了传统方法对模型结构的依赖...  相似文献   

11.
This article is concerned with event-triggered adaptive tracking control design of strict-feedback nonlinear systems, which are subject to input saturation and unknown control directions. In the design procedure, a smooth nonlinear function is employed to approximate the saturation function so that the controller can be designed under the framework of backstepping. The Nussbaum gain technique is employed to address the issue of the unknown control directions. A predetermined time convergent performance function and a nonlinear mapping technique are introduced to guarantee that the tracking error can converge in the predetermined time with a fast convergence rate and a high accuracy. Then the event-triggered adaptive prescribed performance tracking control strategy is proposed, which not only ensures the boundedness of all the closed-loop signals and the convergence of tracking error but also reduces the communication burden from the controller to the actuator. At last, the simulation study further tests the availability of the proposed control strategy.  相似文献   

12.
A novel robust state error port controlled Hamiltonian (PCH) trajectory tracking controller of an unmanned surface vessel (USV) subject to time-varying disturbances, dynamic uncertainties and control input saturation is presented. The proposed control scheme combines the advantages of the high robustness and energy minimization of the state error PCH approach and the approximation capability of adaptive radial basis function neural networks (RBFNNs). Adaptive RBFNNs are used to the time-varying disturbances of the environment and unknown dynamics uncertainties of the USV model. The state error PCH control approach is designed such that the system can optimize energy consumption, and the state error PCH technique makes the designed trajectory tracking controller be easy to implement in practice. To handle the effect of the control input saturation, a Gaussian error function model is employed. It has been demonstrated that the proposed approach can maintain the USV's trajectory at the desired trajectory, while the closed-loop control system can guarantee the uniformly ultimate boundedness. The energy consumption model of the USV is constructed to reveal to the energy consumption. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed controller.  相似文献   

13.
This paper considers the adaptive neuro-fuzzy control scheme to solve the output tracking problem for a class of strict-feedback nonlinear systems.Both asymmetric output constraints and input saturation are considered.An asymmetric barrier Lyapunov function with time-varying prescribed performance is presented to tackle the output-tracking error constraints.A high-gain observer is employed to relax the requirement of the Lipschitz continuity about the nonlinear dynamics.To avoid the"explosion of complexity",the dynamic surface control(DSC)technique is employed to filter the virtual control signal of each subsystem.To deal with the actuator saturation,an additional auxiliary dynamical system is designed.It is theoretically investigated that the parameter estimation and output tracking error are semi-global uniformly ultimately bounded.Two simulation examples are conducted to verify the presented adaptive fuzzy controller design.  相似文献   

14.
针对一类输入受限的非线性离散时间系统,设计二阶段自适应控制器.根据先验知识,确定参数空间,在q个未知参数组成的参数空间的边界处建立q+1个自适应模型,将q+1个模型根据自适应系数组合为虚拟模型.基于虚拟模型,通过backstepping方法,设计控制器,采用高斯误差函数近似非对称饱和特性并给出了收敛性证明,得到系统的信号为半全局一致最终有界.最后进行数值仿真,相比于传统自适应控制,该模型能够更快地逼近真实参数,在执行器非对称饱和特性下能够加快系统的响应速度,减小暂态误差,最终的稳态误差收敛于一个较小的紧集,并且对船舶航向控制系统进行了仿真,取得了良好的控制效果.  相似文献   

15.
An adaptive neural tracking control is investigated for a class of nonstrict-feedback stochastic nonlinear time-delay systems with full-state constraints and saturation input. First, the continuous differentiable saturation model is employed to ensure the input constraint, and a barrier Lyapunov function is designed to achieve the full-state constraint. Second, the appropriate Lyapunov–Krasovskii functional and the property of hyperbolic tangent functions are used to deal with the unknown time-delay terms, and neural networks are employed to approximate the unknown nonlinearities. Finally, based on Lyapunov stability theory, an adaptive controller is proposed to guarantee that all the signals in the closed-loop system are 4-Moment (or 2-Moment) semi-globally uniformly ultimately bounded and the tracking error converges to a small neighbourhood of the origin. Two examples are shown to further demonstrate the effectiveness of the proposed control scheme.  相似文献   

16.
沈智鹏  曹晓明 《控制与决策》2019,34(7):1401-1408
针对输入受限条件下四旋翼飞行器的轨迹跟踪控制问题,考虑系统存在模型动态不确定和未知外界干扰的情况,提出一种模糊自适应动态面轨迹跟踪控制方法.该方法设计干扰观测器估计位置模型中复合扰动项,利用模糊系统逼近姿态模型中不确定项和外界干扰,并引入双曲正切函数和辅助系统处理输入受限问题,结合反演法和动态面技术设计轨迹跟踪控制器,以降低控制算法的复杂性,最后选取李雅普诺夫函数证明闭环系统所有信号一致最终有界.应用大疆M100飞行器模型进行仿真验证,结果表明所设计的控制器能够有效处理模型动态不确定和未知外界干扰问题,避免飞行器工作过程中因输入饱和导致执行器失效现象,精确地完成轨迹跟踪控制任务.  相似文献   

17.
In this paper, the problem of output feedback tracking control is investigated for lower‐triangular nonlinear time‐delay systems in the presence of asymmetric input saturation. A novel design program based on a dynamic high gain design approach is proposed to construct an output feedback tracking controller. The innovation here is that the problem of constructing tracking controller can be transformed into the problem of constructing two dynamic equations, with one being utilized to deal with the nonlinear terms and the other one being applied to analyze the influence of asymmetric input saturation. It is proved by an appropriate Lyapunov‐Krasovskii functional that the proposed tracking controller subject to saturation can ensure that all the signals of the closed‐loop system are globally bounded and the tracking error is prescribed sufficiently small when time is long enough. A practical example is given to illustrate the effectiveness of the proposed method.  相似文献   

18.
针对输入输出受限, 模型部分不确定和受到未知海洋干扰的全驱动船舶的轨迹跟踪问题, 提出一种基于时 变非对称障碍李雅普诺夫函数的最小参数自适应递归滑模控制策略. 该策略首先设计障碍李雅普诺夫函数约束船 舶轨迹在有限区域内, 利用最小参数法神经网络逼近模型不确定项, 降低系统的计算复杂度, 然后采用指令滤波器 对输入信号进行幅值约束, 同时避免对因反步法导致的微分爆炸问题, 综合考虑船舶位置以及速度误差间的关系设 计递归滑模控制律, 提高系统的鲁棒性, 采用双曲正切函数和Nussbaum函数补偿由输入饱和引起的非线性项, 提高 系统稳定性. 最后通过Lyapunov理论分析证明了全驱动船舶闭环系统中所有信号是一致最终有界的. 仿真结果表 明, 本文所设计的船舶轨迹跟踪控制方案能有效处理船舶模型不确定部分以及未知外界干扰的问题, 能够实现船舶 在输入受限的情况下在有限区域内航行并准确的跟踪期望轨迹, 具有较强的鲁棒性.  相似文献   

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