【摘 要】
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冷带轧机液压厚度（Hydraulic Automatic Gauge Control,HAGC）系统由于自身具有快响应、高精度、高承载等特点被广泛应用于各个领域,但HAGC系统的控制性能受测量时延、外界扰动和不确定性等因素制约,为了提高板带材锻造的精度,本文针对冷带轧机液压厚度系统的稳定跟踪控制问题,提出智能反步控制策略,主要内容如下:首先,针对具有外界扰动和测量时延的冷带轧机液压厚控系统,提出基
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冷带轧机液压厚度（Hydraulic Automatic Gauge Control,HAGC）系统由于自身具有快响应、高精度、高承载等特点被广泛应用于各个领域,但HAGC系统的控制性能受测量时延、外界扰动和不确定性等因素制约,为了提高板带材锻造的精度,本文针对冷带轧机液压厚度系统的稳定跟踪控制问题,提出智能反步控制策略,主要内容如下:首先,针对具有外界扰动和测量时延的冷带轧机液压厚控系统,提出基于障碍Lyapunov函数的自适应模糊反步控制策略。将HAGC系统模型转化为严反馈系统,并将系统中的测量延迟转化为输入时延。设计辅助系统补偿系统中的输入时延;利用模糊逻辑系统和干扰观测器分别处理系统的非线性项和综合不确定。为了保证系统的输出误差满足约束条件,引入障碍Lyapunov函数,保证系统输出误差性能。基于Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的半全局一致有界稳定性。通过仿真验证所设计控制器的有效性。其次,针对具有状态不可测、外界扰动、测量时延和输入饱和的HAGC系统,提出基于自适应模糊反步控制策略。引进辅助系统补偿输入时延和输入饱和对系统的影响;设计基于模糊的状态观测器测量系统不可测状态;引入时变障碍Lyapunov函数保证系统的输出误差约束。基于Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的半全局一致有界稳定性。利用仿真验证设计控制器的有效性。最后,进一步考虑受全状态约束,执行器故障和输入饱和影响的HAGC系统,提出自适应神经网络容错控制器。引入状态转换函数,保证系统全状态约束;采用自适应律估计未知参数上界以消除执行器故障给系统带来的影响。基于Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的半全局有限时间有界稳定性。通过仿真实验,验证控制策略的有效性。
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