有界输入下基于backstepping的迭代学习控制

讨论一类含饱和执行机构的非匹配不确定非线性系统的输出跟踪问题．结合反演（backstep-ping）设计方法和迭代学习控制，提出一种输入限幅下的backstepping迭代学习控制方案．学习控制用于学习周期性的系统不确定性，backstepping方法用于处理非匹配不确定性，并且利用低通滤波器削弱饱和执行机构的影响．通过Lyapunov方法，证明所设计的控制器不仅可保证闭环系统中所有信号一致有界，而且随迭代次数增加，跟踪误差收敛到零．仿真结果表明控制器的有效性和可行性．     

一类非线性不确定系统的迭代学习控制

针对在有限时间区间上运行的一类非线性不确定系统,基于类Lyapunov 方法给出了一种迭 代学习控制器设计方法． 在提出的控制方案中,学习策略用来处理界函数已知的不确定项,但并未 采用鲁棒方法处理不确定项． 由于控制器中未采用断续函数,避免了系统中产生颤振现象． 理论分 析结果表明,该方案可保证闭环系统中所有变量的有界性,并且跟踪误差能够在整个作业区间上收 敛到零,实现完全跟踪． 数值仿真验证了算法的有效性．     

输入有界的挠性航天器姿态跟踪滑模控制

针对三轴稳定挠性航天器输入受限的姿态跟踪问题,设计了一类滑模自适应姿态跟踪控制器,它能确保闭环系统在一定条件下具有全局渐近稳定性,且满足控制输入有界的要求;同时,该控制方案是一种模型独立的控制方法,不依赖于航天器结构参数及模态阶数,而且通过引入参数自适应控制律,使得控制器的设计也不依赖于参数不确定性和外部干扰力矩的界函数,具有较强的鲁棒性和工程实用性.最后根据给定的挠性航天器参数进行了数值仿真研究,结果表明在转动惯量存在较大不确定性和外部干扰的情况下,系统具有很好动态性能和有效地抑制控制输入饱和问题,表明所设计的控制方案有效可行,并具有一定潜在的工程应用前景.     

一类不确定非线性系统的鲁棒自适应控制

针对具有有界扰动的参数化严格反馈非线性系统,提出了一种鲁棒自适应控制方案。用辨识器估计系统未知参数,利用“确定性等价原则”构成自适应控制方案,从而实现了辨识器与控制器设计的完全分离。所设计的自适应控制器既能保证闭环系统所有信号的全局有界性,又能使输出跟踪误差以指数速度收敛到零的一个小邻域内。仿真结果表明了所提控制方案的有效性。     

不确定非线性系统高精度自适应模糊控制

针对一类未知边界函数的不确定仿射非线性系统,提出一种高跟踪精度特性的自适应模糊控制器。基于变论域模糊系统理论证明了最优逼近误差在特定条件下具有局部收敛特性。通过以跟踪误差作为输入并选择适当的自适应参数,设计出逼近误差局部收敛的自适应模糊控制器。以最优逼近误差存在未知上确界为主要假设,证明了闭环系统在所有信号一致有界意义下的稳定性和跟踪误差收敛性。该控制器无需附加补偿器即可在理论上消除逼近误差对跟踪误差的影响,从而实现平滑控制输入下的高精度跟踪性能。单力臂机械手控制的仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于观测器摩擦补偿的机电系统高精度控制

针对机电作动系统在低速阶段摩擦非线性明显且同时存在其他干扰,易导致系统跟踪精度、稳定性下降这一问题,设计基于非线性观测器摩擦补偿的自适应鲁棒控制器. 针对摩擦非线性,利用LuGre摩擦模型描述系统的摩擦现象,提出非线性观测器对模型的内部摩擦状态进行观测. 针对系统摩擦系数、转动惯量及其他不确定性参数,设计参数自适应律进行估计. 利用前馈补偿的方法,对摩擦非线性和参数不确定性进行补偿,设计鲁棒项克服系统的其他扰动. 利用Lyapunov稳定性定理证明了提出的控制器在存在扰动的情况下可以实现系统的有界稳定性. 实验结果表明,提出的控制器具有较高的控制精度与较强的鲁棒性,跟踪精度较传统的PID控制器提高了一个数量级.     

时滞非线性参数系统有限时间状态约束控制

研究了具有输入时滞、有界外部干扰以及全状态约束的严格反馈连续时间参数化非线性系统的自适应有限时间跟踪控制问题. 通过使用Barrier Lyapunov函数和自适应反步法,保证了系统所有状态都被约束. 针对输入时滞问题,采用pade近似法消除其带来的负面影响. 所设计的有限时间控制器使闭环系统内的所有信号都有界且所有状态都被约束在给定的范围内,同时输出信号能很好地追踪给定参考信号. 最后通过仿真实例验证了该控制方法的有效性.     

一类非线性系统的鲁棒自适应跟踪控制

针对一类带有有界扰动的非线性系统,设计了一种鲁棒自适应控制器,该控制器既能保证闭环系统所有信号的全局有界性,又能使输出跟踪误差以指数速度收敛到零的一个小邻域内.仿真结果证明了所提控制方案的有效性.     

一类不确定非线性系统基于Backstepping的自适应跟踪控制

研究了一类非匹配不确定性非线性系统自适应跟踪问题,在假设系统模型不确定参数未知时,结合Backstepping的递推方法和鲁棒控制技术,经过多步递推设计了输出反馈控制器和参数自适应控制律.通过控制参数调节,对存在非匹配不确定性和未知干扰的非线性系统实现了输出跟踪.基于Lyapunov稳定性理论所设计的控制器不仅使系统的输出跟踪给定的期望输出,而且使得系统对于所允许的不确定系统状态全局一致有界.与经典反演设计相比,本方案允许非参数化不确定性,增强了控制系统的鲁棒性.最后的仿真算例验证所设计控制方法的有效性.     

一类不确定信号的跟踪问题及应用

将线性时不变系统跟踪外部Ｌ２有界不确定信号的问题，归为一类包含被跟踪信号动力学特性的广义对象的控制器设计问题，给出了分析求解过程。应用于速度伺服系统，仿真结果表明，系统具有良好的跟踪外部参考输入和抑制力矩扰动的特点，同时设计过程为模型匹配控制器的设计问题提供了一种方法。