纯反馈切换非线性系统的自适应神经控制器设计

作     者：秦甜 

作者单位：渤海大学 

学位级别：硕士

导师姓名：范晓冬

授予年度：2017年

学科分类：07[理学] 070105[理学-运筹学与控制论] 0701[理学-数学] 

主      题：切换系统 纯反馈非线性系统 Backstepping技术 神经网络控制 

摘      要：近年来,切换非线性系统因其复杂的属性及其在实际工程中广泛的应用,使得该类系统一直都是控制领域中一个热门的研究课题。虽然吸引了不同研究背景人员的兴趣和关注,但切换非线性系统仍有许多难题需要研究解决。本文针对几类切换纯反馈非线性系统,结合Backstepping技术和自适应神经网络控制技术,研究了相应控制器的设计方法以及闭环系统的稳定性和收敛性问题。主要工作如下:针对一类带有反冲滞后的纯反馈切换随机非线性系统,首先构造一个放射变量避免使用中值定理来拆分系统,并通过加入一个额外的低通滤波器处理项数爆炸问题。然后,结合自适应Backstepping技术和神经网络技术,提出自适应神经网络控制方法,来保证闭环系统的稳定性和收敛性。仿真实例验证了控制方法的有效性。针对一类带有时滞和量化输入的纯反馈切换非线性系统,首先应用函数分离技术进行变量分离,通过构造适当的Lyapunov-Krasoviskii泛函处理系统中的时滞项。然后,结合Backstepping技术、双曲正切函数、自适应神经网络控制技术及动态面控制技术,提出自适应神经网络控制方法,保证闭环系统的稳定性和收敛性。仿真实例说明了控制法则的有效性。纯反馈切换非线性系统的控制问题研究还处在起步阶段,本文初步研究了几类纯反馈切换非线性系统的自适应控制设计问题。目前,还有许多相关控制设计问题亟待解决,例如此类系统的输出反馈控制、约束控制以及互联纯反馈系统的控制设计等。