非严格反馈非线性系统的模糊自适应控制

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近些年来,越来越多的学者开始关注非线性系统的模糊自适应控制设计问题,其理论知识及控制方法在实际生活中的应用就是最好的体现。由于非严格反馈非线性系统的结构与严格反馈系统的结构不同,于是带有非严格反馈结构的非线性系统的研究也已开始并逐步进入学者们的视野。本文通过结合自适应反步递推技术和Lyapunov稳定性理论,完成自适应模糊控制器的设计和闭环系统稳定性的分析。主要内容如下:(1)对于一类单输入单输出的非严格反馈非线性系统,研究一种自适应模糊控制设计方案。被控系统包含未知的非线性函数,部分可测的状态以及未知输入时滞。基于模糊逻辑系统的万能逼近特性,模糊状态观测器设计方法以及自适应Backstepping技术设计模糊自适应控制器。利用Pade逼近原理解决系统中的输入时滞问题并采用Lyapunov函数稳定性理论证明被控系统的稳定性。通过对具有输入时滞的电机系统进行仿真研究来验证所提算法的有效性。(2)对于一类多输入多输出的非严格反馈非线性系统,设计一种自适应模糊控制方法。利用Nussbaum增益函数理论来解决被控系统中的未知控制方向问题,且通过构造一个死区补偿器来解决死区问题。结合自适应反步递推技术完成控制器的设计,采用Lyapunov函数稳定性理论证明被控系统的稳定性。通过一个数值仿真算例来验证所提算法的有效性。(3)对于一类带有互联项的非严格反馈非线性互联系统,在状态不完全可测的情况下,模糊状态观测器和模糊逻辑系统分别被用来估计系统中不可测的状态和辨识系统中未知非线性函数,通过结合动态面控制技术来解决控制设计过程中存在的计算复杂性问题,设计模糊自适应控制器。而后采用Lyapunov函数稳定性理论证明被控系统的稳定性。最后通过两个仿真算例验证设计的控制器的可行性。
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