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.     

一类非齐次高阶非线性系统的连续反馈控制设计

研究了一类非齐次的高阶非线性系统的连续状态反馈控制设计问题. 通过定义一列适当的辅助函数,放宽了对非线性项的约束条件. 利用传统的积分反推技术,并增加一个积分项的方法,得到了这类系统的稳定性,给出了控制器的设计方法,并通过一个例子验证了本文的理论结果.     

一类高阶次随机非线性系统的状态反馈镇定

针对一类高阶次随机非线性系统,研究其状态反馈镇定问题.基于最近发展起来的增加幂次积分器技术,通过适当地选取Lyapunov函数和设计参数,给出了一个光滑的状态反馈反推控制器的设计过程,所设计的控制器保证了闭环系统在原点处的平衡点是概率意义下全局渐近稳定的.     

一类虚拟控制系数未知的随机非线性时滞大系统的适应镇定控制

研究了一类具有未知虚拟控制系数和未知噪声协方差的随机非线性时滞大系统的适应镇定问题. 首先, 针对系统的未知虚拟控制系数和未知噪声协方差, 选取了相应的估计参数; 然后, 针对时变时滞对闭环系统稳定性的影响, 构造了适当形式的Lyapunov-Krasovskii泛函, 采用积分反推方法给出了无记忆状态反馈控制律的系统设计过程. 在一定条件下, 证明了闭环系统平衡点依概率全局稳定, 且除参数估计以外的所有闭环信号几乎均收敛到零点. 仿真算例验证了所给方法的有效性.     

一类具有积分输入到状态稳定未建模动态的高阶非线性系统的状态反馈调节

本文研究了一类具有积分输入到状态稳定(iISS)未建模动态的高阶非线性系统的状态反馈调节问题.基于反推技术和iISS的性质,通过恰当地选取设计函数和参数修正律,给出了一个状态反馈控制器的设计过程.设计的控制器保证了闭环系统所有信号的有界性,并且状态渐近调节到零.仿真例子验证了该控制方案的有效性.     

一类具有未知控制方向非线性系统的输出反馈自适应控制

研究了一类控制方向未知非线性系统的输出反馈自适应镇定问题. 首先, 通过一线性状态变换, 将未知控制系数集中起来, 从而将原系统变换为适于控制设计的新系统. 然后, 分别引入状态观测器和参数估计器, 并应用积分反推和调节函数方法, 给出了输出反馈稳定控制律的构造性设计过程. 可以证明,所设计的控制器确保原系统状态渐近收敛到原点, 而其它闭环系统状态有界. 仿真结论验证了所提出方法的有效性.     

有未知控制系数和零动态的高阶非线性系统的自适应控制设计

主要研究一类控制系数未知和有不可测零动态的高阶非线性系统的全局自适应镇定问题. 进一步放宽了对零动态的约束条件, 通过定义一个恰当的未知参数, 把连续自适应状态反馈控制器的动态阶数降到最低(仅一维). 通过结合增加幂次积分方法, 相关的自适应技术以及交换能量函数思想, 给出控制器的设计步骤. 所设计的控制器确保闭环系统的所有状态是全局一致有界的, 且原系统的状态收敛到零.     

具有未知函数非线性系统的全局渐近稳定控制

本文讨论了一类具有未知函数和未知控制方向非线性系统的全局渐近稳定问题.通过提出一个引理处理未知函数问题,从而得到了一种基于反步法和Nussbaum增益技术的全局渐近稳定控制算法.与逼近方法处理未知函数的算法相比,本文提出的算法解决了非线性系统的全局渐近稳定问题;与现存解决非线性系统的全局渐近稳定控制算法相比,本文避免了使用未知函数的假设条件,因此降低了保守性.值得一提的是本文的算法也解决了反步法的“微分爆炸”问题,因此所提出的控制方案不仅仅得到了全局渐近稳定控制方案,而且降低了计算的复杂性.最后,将该方案应用到刚性单链杆机械手系统中,仿真结果验证了其有效性.     

一类高阶随机非线性系统的状态反馈镇定

针对一类既不可反馈线性化也不仿射于控制输入的高阶随机非线性系统,研究其状态反馈镇定问题.利用齐次占优和反推技术,所设计的状态反馈控制器使得整个闭环系统在[0,+∞)上几乎处处有唯一解,并使得闭环系统的平衡点是依概率全局渐近稳定的.主要贡献是完全取消了高阶系统的阶次限制,得到了新的结果.最后通过数值仿真验证了所提出控制方案的有效性.     

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.     

一类具有未知幂次的高阶不确定非线性系统的自适应控制

研究了一类具有未知幂次的高阶不确定非线性系统的自适应跟踪控制问题. 在无需系统函数先验知识的条件下, 采用积分反推技术和障碍李雅普诺夫函数, 提出了一种新颖的自适应跟踪控制算法. 该控制算法的显著特点是所设计的自适应控制器均与系统幂次无关, 并且能够保证闭环系统的所有信号皆有界. 仿真算例验证了该控制算法的有效性.     

Neural Network-based Adaptive State-feedback Control for High-order Stochastic Nonlinear Systems

This paper focuses on investigating the issue of adaptive state-feedback control based on neural networks(NNs)for a class of high-order stochastic uncertain systems with unknown nonlinearities. By introducing the radial basis function neural network(RBFNN) approximation method, utilizing the backstepping method and choosing an approximate Lyapunov function, we construct an adaptive state-feedback controller which assures the closed-loop system to be mean square semi-global-uniformly ultimately bounded(M-SGUUB). A simulation example is shown to illustrate the effectiveness of the design scheme.     

一类非线性不确定性系统基于状态观测器的输出反馈镇定控制设计

The output-feedback stabilization control problem is investigated for a class of nonlinear uncertain systems. Based on the multivariable analog of circle criterion, an observer is designed to estimate the system states and hence the dynamical equations that the estimation error satisfies are derived first. Then, by using integral backstepping approach together with completing square technique, the output-feedback stabilization control is constructively designed such that the closedloop system is asymptotically stable. Finally, an example is given to illustrate the main results of this paper.     

更一般的高阶随机非线性系统的自适应状态反馈镇定

对一类高阶次随机非线性系统, 其中函数fi(·) 的上界 除依赖状态x1,...,x2 and z外还依赖状态xi+1, 研究了自适应状态反馈镇定. 我们设计一种光滑的自适应状态反馈镇定控制器, 它保证了比换系统有一个几乎处处唯一解, 平衡点是以概率全局稳定的. 一个数值例子验证了这种系统化的设计及控制器的有效性.     

高阶不确定非线性系统线性状态反馈自适应控制设计

研究了一类控制系数未知的高阶不确定非线性系统的自适应镇定控制设计. 尽管该问题已经得到解决,但是所设计的控制器是非线性反馈形式,较为复杂. 与现有文献不同,本文通过综合运用增加幂积分技术和切换自适应控制方法,给出了该控制问题的更为简单且易于实现的新型线性反馈控制器,使得系统状态有界且最终趋于零. 值得指出的是,与切换自适应控制文献相比,本文所研究的非线性系统具有更严重的不确定/未知性和更强的非线性,这主要体现在未知的系统控制系数和更高的系统幂次中.