非线性系统固定时间模糊自适应跟踪控制
随着系统控制理论的飞速发展，实际被控系统变得十分复杂，由测量仪器带来的系统参数难以精确获得，导致系统存在不确定性和非线性特性。近年来，非线性系统的控制问题因其在许多实际系统中的广泛应用引起学者们的关注。此外，与渐近稳定相比，有限时间稳定具有更好的跟踪性能，缺点是系统的收敛时间需要提前知道初始状态的值。然而，现实生活中很难提前获得系统的初始状态，从而不能得到稳定时间的近似值。固定时间控制方法的稳定时间仅与设计参数有关，独立于系统的初始状态。因此，非线性系统的固定时间跟踪控制具有重要的研究价值。 本文针对不确定严格反馈非线性系统，进一步深入研究固定时间模糊自适应跟踪控制问题。具体研究内容总结如下: （1）研究具有不可测状态、外部干扰和未知非线性函数的严格反馈系统的跟踪控制问题。系统中的不可测状态和复合干扰分别由状态观测器和干扰观测器估计。在Backstepping过程中引入一阶滤波器，将复杂的微分运算转化为简单的代数运算。设计输出反馈控制器，确保闭环系统是固定时间稳定的，跟踪误差的轨迹在原点附近任意小的邻域波动。最后，通过摆系统的实际算例和数值算例验证所设计的控制器的可行性。 （2）探讨含有全状态约束、未知非线性函数、外部干扰和未知虚拟控制参数的严格反馈系统的跟踪控制问题。构造带有未知虚拟控制参数下界倒数的障碍Lyapunov函数，保证系统中的所有状态在约束范围内，同时解决虚拟控制参数未知的问题。鉴于实际固定时间稳定判据，设计模糊自适应控制器，得到理想的跟踪效果。最后，运用单连杆机械手系统的实际算例和数值算例验证所提出的控制方案的有效性。
非线性系统;模糊自适应跟踪控制;全状态约束;固定时间
哈尔滨理工大学
硕士
数学
石宇静
2022
中文
TP273.2
2022-09-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）