基于观测器的非线性系统的自适应模糊控制

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1、分类号：TP273+.4密级：公开UDC：681.5学校代码：11065硕士学位论位文基于观测器的非线性系统的自适应模模糊控制杨坦坦指导教师陈兵教授学科专业名称系统理论论文答辩日期2016年6月3日摘要众所周知，若系统状态未知，基于状态反馈的控制策略在实践中的应用将受到限制。于是，经由输出反馈的自适应模糊Backstepping控制方法的研究具有十分重要的实际意义。在自适应模糊或神经网络输出反馈控制设计上，观测误差系统的稳定性大多取决于一个二次矩阵不等式的可解性。但是在二次矩阵不等式的求解上，通常没有一种通用的方法，另外，此矩阵不等式也不

2、容易得到可行解。从而造成现有的自适应模糊或神经网络输出反馈控制策略难以在实际中得到应用。本文首先设计状态观测器来估计系统中不可测的状态，然后应用自适应模糊控制理论结合Lyapunov判定稳定性方法及Backstepping技术设计出控制方案。通过与现有成果中矩阵不等式条件相比，本文利用线性矩阵不等式组的可解性给出了观测误差动态的稳定性条件。这使得本文结果应用范围更加广泛。具体研究内容如下：第一，针对一类单输入单输出的严格反馈非线性系统，提出经由输出反馈的基于观测器的自适应模糊控制策略。然后通过Lyapunov稳定性定理、自适应模糊方法和B

3、ackstepping技术的结合，设计出自适应模糊控制器。第二，针对一类带有完全未知关联项的非线性互联系统，给出模糊自适应输出反馈控制设计方法。所提控制方法去掉了现有成果中要求关联项被已知上界函数所界定的假设，使得系统更具有一般性。最后，对基于观测器的一类非线性系统的自适应模糊控制问题进行了总结，并对现有研究内容进行了展望。关键词：自适应模糊控制；观测器；线性矩阵不等式组；互联系统AbstractAswellknown,ifthestatevariablesareimmeasurable,thecontrolstrategiespropo

4、sedviastatefeedbackwillbelimitedtobeimplementedinpractice.Thus,theresearchofadaptivefuzzybacksteppingcontrolmethodviaoutputfeedbackwillbecomeverysignificant.Intermsoftheexistingadaptivefuzzyorneuralnetworkcontroldesign,thestabilityanalysisoftheobservationerrordynamicsmost

5、lydependsonthesolvabilityofaquadraticmatrixinequality.However,thereisnotacommonmethodtosolvethequadraticmatrixinequality.Ontheotherhand,thequadraticmatrixinequalityisalsoverydifficulttofindafeasiblesolution.Sotheexistingadaptivefuzzyorneuralnetworkoutputfeedbackcontrolstr

6、ategiesaredifficulttobeappliedinpractice.Inthisthesis,astateobserverisfirstdesignedtoestimatethestateofthesystem,andthenacontrolschemeisdevelopedbycombiningadaptivefuzzycontroltheorem,theLyapunovstabilitytheorywiththebacksteppingtechnique.Thestabilityconditionofthedynamic

7、observationerrorisgivenbyusingthesolvabilityofasetoflinearmatrixinequality.Comparedwiththematrixinequalityconditioninthepresentresults,thecontrolschemeproposedbyusiseasilyimplementedinpracticeandlessconservative.Thespecificresearchcontentsareasfollows:First,observer-based

8、adaptivefuzzyoutputfeedbackcontrolisproposedforaclassofsingle-inputsingle-outputstrictfeedbackno