基于事件触发机制下的模糊自适应控制设计

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随着网络通信技术的不断发展,网络信息传输的数据量也越来越大。传统的时间触发控制方法由于是在等间隔的离散点上周期性地传输并更新控制信号,这样将会导致大量不必要的网络信息被传输,造成有限网络资源的浪费。如何有效地减少网络中的数据传输量,进而节省网络资源成为一个具有重要意义的研究课题。然而,近几年来事件触发控制方法以其独特的非周期采样特性和良好的发展前景受到了越来越多学者的关注。本文针对一类非线性不确定系统,基于反步递推技术,自适应技术和事件触发技术,给出了几种自适应控制设计方案。通过李雅普诺夫稳定性理论,证明了闭环系统的稳定性、收敛性等问题。本论文的具体内容如下:(1)针对一类带有不确定扰动和执行器故障的严格反馈非线性系统,提出了一种直接简单的事件触发协同设计方法。通过在控制器中引入正时变积分函数和光滑函数,所设计的控制器可以完全补偿执行器故障和事件触发误差所带来的影响。这种直接设计方法具有以下特征:(1)在不引入任何额外设计参数的情况下,实现了对事件触发误差的直接补偿;(2)无需知道事件触发阈值参数的任何约束信息,可以实现整个闭环系统的全局渐近跟踪控制。(3)与传统的事件触发控制方法相比,本文所提出的事件触发控制设计方法稳定性证明简单,也更容易实现。最后,通过借助仿真算例验证了所提出的方案的有效性。(2)针对一类不确定非严格反馈非线性系统,我们采用神经网络系统逼近未知光滑函数,并结合模糊自适应控制和自适应反步递推技术,提出了一种自适应固定时间控制设计方法。为了保证闭环稳定性,建立一种新的半全局实际固定时间稳定(SPFTS)准则。基于所建立的半全局实际固定时间稳定(SPFTS)准则,证明了所提出的方法可以在固定的时间内保持跟踪性能和闭环稳定性。最后,利用数值仿真进一步验证理论结果的有效性。(3)针对一类具有事件触发通道的不确定非线性系统的有限时间控制问题,通过结合命令滤波和反步递推控制技术,提出了一种自适应有限时间事件触发控制方法,该控制方法可以完全补偿事件触发误差所带来的影响。此外,所提出的控制器可以有效的避免在设计框架中所出现的“计算爆炸”和“奇异性”问题。在有限时间稳定性准则基础上,证明了在有限时间内闭环系统的所有信号都是半全局稳定的且系统输出可以在有限时间内跟踪上参考信号。最后,以单连杆机械手为例,验证了所提出的有限事件触发控制方案的有效性。
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