【摘 要】
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随着控制科学领域研究的深入,线性系统中的控制方法已难以满足复杂系统的控制设计需求,因此系统控制的非线性方向研究日益成为关注焦点。在非线性系统中,非线性互联系统是非常有代表性的一类系统,广泛存在于电力、通信等领域。系统中存在的高耦合互联项、非线性环节、控制输入受限等问题,对系统的控制器设计和稳定性保证带来严重影响,大大增加控制器设计的复杂性与困难度。主要针对一类非线性互联系统,采用自适应动态规划方法
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随着控制科学领域研究的深入,线性系统中的控制方法已难以满足复杂系统的控制设计需求,因此系统控制的非线性方向研究日益成为关注焦点。在非线性系统中,非线性互联系统是非常有代表性的一类系统,广泛存在于电力、通信等领域。系统中存在的高耦合互联项、非线性环节、控制输入受限等问题,对系统的控制器设计和稳定性保证带来严重影响,大大增加控制器设计的复杂性与困难度。主要针对一类非线性互联系统,采用自适应动态规划方法,基于李雅普诺夫稳定性理论,提出有效的镇定控制策略。首先对非线性互联系统近似最优控制的研究背景进行了介绍,并针对控制器设计过程中涉及到的部分理论与方法,如自适应动态规划、神经元与神经网络等进行了简要的介绍。其次,针对一类含有匹配互联项的非线性互联系统,基于自适应动态规划提出了一种新的分散事件触发控制器,保证了系统的近似最优镇定和稳定性。通过设计新的分散控制结构,避免了互联系统控制器设计的解耦问题。通过采用事件触发控制方法,避免了控制器的频繁动作,从而降低了控制频率。通过自适应动态规划的方法,避免了在非线性最优控制中哈密顿-雅可比-贝尔曼方程难以求解的问题。通过李雅普诺夫理论,证明了在所设计的控制器下闭环系统的所有信号均为一致最终有界。通过计算机仿真实验,对所提出的控制方法的有效性进行了验证。最后,针对一类具有控制受限的不匹配互联的非线性互联系统,基于自适应动态规划提出了一种新的分散输入受限控制器,保证了系统的近似最优镇定和稳定性。针对系统存在的不匹配互联项,设计了分散辅助控制结构处理不匹配项。针对系统的控制器受限问题,设计了非线性转换函数,避免控制器系统对稳定性的影响。通过自适应动态规划的方法近似求解系统最优控制的哈密顿-雅可比-贝尔曼方程。通过李雅普诺夫方法,证明了在所提出的控制策略下闭环系统是一致最终有界的,并通过软件仿真实例对所设计的控制器有效性进行验证。
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