带有未建模动态的非线性参数化系统的鲁棒自适应控制

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实际系统本质上都是非线性的,而且大都具有各种不确定性。随着现代控制理论的发展和工业控制要求的不断提高,研究具有不确定性的非线性系统具有重要的理论价值和应用前景。具有参数不确定性的非线性参数化系统的鲁棒自适应控制是近年来兴起的课题,一些专家在这方面做出了一定的成就,但是很少的文献再考虑了除参数不确定性以外的其他系统不确定性。 本文从系统的未建模动态和未知有界扰动对控制系统稳定性的重要影响角度出发,对一类重要的非线性系统的非线性参数化模型提出一种鲁棒自适应控制器的设计方法,可用于存在参数不确定性、未知有界扰动和未建模动态的情况。本文提出的控制方案提高了系统的鲁棒性能,使系统存在不确定性时,仍能保证全局稳定性,使闭环系统的所有信号都是有界的。 基本设计思想是基于Lyapunov函数方法分析系统,在设计中利用非线性阻尼项来抑止非线性不确定性和未知有界扰动的影响,通过引入一动态信号来抑制动态扰动,同时采用反演设计方法来克服控制器设计的复杂性。应用Lyapunov稳定性理论证明,本文设计的鲁棒自适应控制器可保证整个具有不确定性的非线性参数化系统的稳定性,且可以通过适当选择参数,使状态以任意精度趋于平衡点。MATLAB仿真试验表明,和有关文献的参数化自适应调节器相比,结果明确显示了本文提出的算法具有更强的稳定性和鲁棒性,证明本算法确实有效,优于有关文献提出的方案。 然后,本文对很重要的鲁棒自适应跟踪问题,利用本文的设计思想,加以推广。列举了光学跟踪望远镜的实例,提出鲁棒自适应跟踪器的设计方案,将自适应调节器的设计思想扩展到自适应跟踪器的设计中。仿真研究表明,和有关文献的模型参考自适应控制器相比,本文提出的鲁棒自适应控制器的控制效果有了很大的改善。因此,可以把这种设计思想推广到其他许多类似的非线性系统中。关键词:未建模动态非线性参数化系统自适应鲁棒性Lyapunov稳定性
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