下三角结构状态受限非线性系统的追踪控制研究

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:obo9413
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近几年,随着电力系统、机器人系统、航空航天飞行器的发展,实际工程所涉及的系统越来越复杂,规模越来越大,同时对系统的性能提出了更高要求,越来越多的国内外学者研究大规模非线性系统的控制器设计问题,其中最具代表性的就是下三角非线性系统的控制问题。除了系统更加复杂外,在一些涉及安全、环境保护、以及提高生产质量方面,有的实际系统需要在一定的硬约束或者软约束下运行,若超出了自身的约束条件,系统会不稳定,甚至引发事故。本文针对带有全状态约束的下三角结构非线性系统进行分析设计,分别考虑输出时延、不确定非线性函数、量化输入、未知参数等情形对系统稳定的影响。论文的主要研究内容如下:(1)针对带有输出时延的全状态约束下三角关联非线性系统进行追踪控制研究。首先,通过误差转化函数将初始一段时间的误差转化成新的误差。其次构造障碍李雅普诺夫函数,保证系统的所有状态约束在给定的时变上下界。然后基于RBF神经网络和反步法,设计出神经网络自适应追踪控制器,使得系统的输出能够追踪上给定的信号,并且进一步证明系统半全局一致最终有界。对于系统中的时延部分,利用Lyapunov-Krasovskii泛函消除了其对系统的影响。最后通过一组仿真实验,验证了所设计控制器的正确性和有效性。(2)针对带有量化输入的全状态约束下三角非线性系统进行追踪控制研究。首先考虑系统的状态带有未知系数,系统输入是经滞后量化器进行量化的输入。其次通过误差转化函数对初始误差进行转化。然后构造障碍李雅普诺夫函数,保证系统的所有状态约束在给定的时变上下界。接着基于动态面控制方法和反步法,设计出自适应追踪控制策略,能够使系统的输出可以追踪上给定的信号,进一步推得系统半全局一致最终有界。最后通过一组数值仿真实验,验证了所设计控制策略的正确性和有效性。
其他文献
煤炭港在使用装船机的溜筒卸载煤的过程中会产生扬尘。为解决扬尘问题,煤炭港口长期根据粉尘大小手动控制除尘装置或者全程开启除尘装置。这两种方法中,前一种需要专人处理,存在生产效率低的问题,后一种会影响到港口的经济效益。为解决这个问题,研究基于深度学习的溜筒卸料煤粉尘检测算法,并基于该算法搭建检测系统,检测系统可以取代人工对扬尘进行实时检测。当检测到扬尘时,系统向控制除尘装置的PLC发送报警信号,便可实
营商环境就是生产力。新常态下,谁拥有良好的营商环境,谁就拥有了经济发展的内生动力和竞争优势。今年换届以来,乌兰浩特市人大常委会紧扣市委"作风建设年"活动和着力破解"三大难题"目标任务,着力于推动全市营商环境不断优化,开展了以"深化作风建设、优化营商环境"为主题的专题调研工作。
期刊
随着我国传统燃油汽车数量的持续稳步增长,车辆行驶造成的城市交通拥堵和空气污染等问题愈发严重。而凭借良好的节能环保特性,插电式混合动力客车(Plugin hybrid electric bus,PHEB)有望成为缓解这些社会问题的重要方法之一。PHEB的优越性来源于其由发动机和电机组成的混合动力系统,这两种装置可通过不同运行状态下的动力耦合,使车辆能够以多种工作模式来高效地应对复杂的行驶工况。当然,
板带钢是一种基础的工业生产材料,随着社会经济的高速发展,各行业对板带钢的质量要求越来越高。而板形是用来衡量板带钢产品质量的一项重要性能指标,并且板形识别是冷轧过程控制中地重要一环,对产品质量有着直接影响。本文基于人工智能算法针对板形识别模型展开深入研究,主要研究工作分为两部分,一部分是基于图像的板形识别方法研究,另一部分为基于接触式板形检测方法的板形识别模型研究。主要工作如下:针对表观板形不良,基
旅行商问题(Traveling Salesman Problem,TSP)一直是运筹学领域组合优化问题的研究热点,其基本特点是易于描述、难于求解,是典型的NP-hard问题。如生产计划调度、生产排程、集成电路的设计、物流调度与运输、计算机网络布线等问题都可以抽象为旅行商问题模型进行求解。因此,对旅行商问题的研究具有重要意义。近年来,针对经典旅行商问题的研究获得了极大的进展,旅行商问题的求解时间在不
近年来,随着工业技术的蓬勃发展,多智能体系统的协同控制得到了广泛的应用。而多智能体系统的一致性问题是协同控制中最基本的研究问题,受到了研究学者的广泛关注。一致性控制是指通过设计控制器以及多个智能体之间的信息传递实现智能体的状态或输出一致。然而,在设计智能体的控制器时,往往需要依赖一些难以获取的全局信息,这不利于在实际中应用。此外,智能体的控制输入受物理系统约束也往往存在饱和现象,并且智能体之间的大
随着优化要面对的问题规模和复杂程度的逐渐增大,以及传统优化方法易出现局部最优解等的局限性,智能优化算法应运而生了。差分进化算法由于其结构简单、收敛性能好、控制参数少、容易实现等特点而受到广泛的关注。但是差分进化算法仍存在诸如容易陷入局部最优、搜索停滞等缺点,限制了其性能的发挥,阻碍了其应用的推广。因此,对差分进化算法的改进研究具有重要的理论研究意义与实际应用价值。针对以上缺陷,对多目标差分进化算法
近年来,由于具有容错性高、拓展性好、计算效率高等优点,多智能体分布式一致性和编队控制成为重要研究热点之一。一致性和编队控制已广泛应用于航天器编队姿态控制,无人机编队等领域。值得注意的是,抗扰能力、收敛速率和通信能耗是衡量多智能体系统性能的几个重要指标。将主要围绕三个方面展开研究:(1)具有未知非线性项和外部扰动的多智能体一致性控制问题;(2)有限和固定时间编队控制问题;(3)基于事件触发的多智能体
电子节气门是汽车发动机控制系统中的重要组成部件,空气量进入发动机气缸中的多少取决于电子节气门阀片的开度,从而影响到汽车的动力特性。为了提高汽车的驾驶舒适性与安全性、燃油经济性以及降低尾气排放等方面的性能,对电子节气门系统提出了较高精度和动态性能的阀片位置跟踪控制要求。同时考虑到电子节气门存在的非线性和参数不确定性特性,以及系统输入电压要符合安全限幅要求的限制条件,因此,本文针对控制受限的电子节气门
双目立体视觉在获取场景深度信息上具备着易扩展、低成本和场景适应性强的特点,因此被广泛应用于无人驾驶、增强现实等众多前沿领域。近年来,基于深度学习的方法已经扩展到立体匹配等几何问题中。与传统的方法相比,基于卷积神经网络的方法能够显著提升立体匹配的准确性和运行效率。本文算法从以下几个方面来解决当前双目立体匹配工作存在的问题。针对当前立体匹配工作忽视了聚合网络更需要多尺度上下文信息以进行特征相似性学习的