不確定非線性大系統(tǒng)分散自適應模糊控制算法與應用研究.pdf

1、過去三十年是非線性系統(tǒng)控制設計取得巨大發(fā)展的時期。因為自然世界真實的系統(tǒng)既是非線性的，又是不確定的，因此非線性控制的研究，特別是自適應智能控制的研究正受到越來越多的重視，并成為近年來國際上的研究熱點。此外，由于子系統(tǒng)之間的信息交換有時在物理上無法實現(xiàn)，并由于缺少與一些單一集中控制器相應的足夠計算能力，在這種復雜情況之下分散控制技術可能需要優(yōu)先使用。
　　 本論文通過系統(tǒng)性地組合Lyapunov函數(shù)設計法、反饋線性化方法、分散控制

2、技術和模糊控制技術等，以求在一定程度上促進控制科學的深入并為一些實際工程問題提供更好的解決方案。本文的主要創(chuàng)新工作如下：
　　 (1)針對SISO仿射非線性大系統(tǒng)提出了兩種新的基于觀測器的分散間接自適應模糊控制(IAFC)方案，確保了關聯(lián)IAFC系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定。其中一控制方案基于H∞跟蹤技術和模糊自適應觀測器得到，另一控制方案基于魯棒控制技術、模糊系統(tǒng)和線性狀態(tài)觀測器得到。
　　 (2)針對SISO非仿射非線性大系統(tǒng)提出

3、了兩種新的基于觀測器的分散直接自適應模糊控制(DAFC)方案，確保了關聯(lián)DAFC系統(tǒng)的跟蹤誤差收斂于零，或收斂于原點的一個小的鄰域內。其中一控制方案基于模糊系統(tǒng)、H∞跟蹤技術和線性誤差觀測器得到，另一控制方案基于模糊系統(tǒng)、奇異擾動技術和高增益觀測器得到。
　　 (3)針對三類SISO非線性大系統(tǒng)，通過引進加權因子把IAFC和DAFC相加提出了三種新的分散雜合自適應模糊控制(HAFC)方法，以便同時融合被控對象知識和控制規(guī)則。其中

4、第一控制方案采取完全的狀態(tài)反饋，HAFC系統(tǒng)具有漸近穩(wěn)定的性質；第二控制方案采取了輸出反饋，HAFC系統(tǒng)的跟蹤誤差收斂于原點的可調鄰域內；第三控制方案是基于協(xié)作的分散輸出反饋控制設計，尤其考慮了任意強的非匹配關聯(lián)項，被控對象的跟蹤誤差始終在原點的可調鄰域內。
　　 (4)針對一類MIMO非線性大系統(tǒng)提出了一種新的分散間接自適應狀態(tài)反饋模糊控制器和一種新的分散雜合自適應輸出反饋模糊控制器，并在它們各自的同一個設計框架下運用正則逆矩

5、陣處理了控制器的奇異性問題。兩個閉環(huán)MIMO系統(tǒng)被證明是漸近穩(wěn)定的。
　　 (5)集中研究了所提自適應模糊控制算法在幾個重要工程問題中更為成功的應用。這些問題包括但不限于：自動公路系統(tǒng)車輛縱向跟隨的分散輸出反饋控制、連續(xù)攪拌釜反應器的溫度分散輸出反饋H∞控制、機器手和兩足行走機器人的分散輸出反饋控制。
　　 本文對所提控制算法與現(xiàn)有相關算法作了詳細的比較，結果表明提出的分散自適應模糊控制器具有適用性更強、性能更加優(yōu)越、設