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干扰下的无人直升机自适应反步法鲁棒跟踪控制(英文) 被引量:15
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作者 贺跃帮 裴海龙 +1 位作者 周洪波 孙太任 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期834-843,共10页
针对无人直升机干扰下的鲁棒轨迹跟踪问题,设计了一种自适应反步控制方法.鉴于作用在直升机上的干扰是产生跟踪误差的主要原因,该方法的主要思想是寻求一种方法来补偿这种干扰.首先,将未建模动态如外部阵风干扰、配平误差、机身、垂尾... 针对无人直升机干扰下的鲁棒轨迹跟踪问题,设计了一种自适应反步控制方法.鉴于作用在直升机上的干扰是产生跟踪误差的主要原因,该方法的主要思想是寻求一种方法来补偿这种干扰.首先,将未建模动态如外部阵风干扰、配平误差、机身、垂尾、平尾以及其他可忽略的动态产生的力和力矩看成一种组合干扰,从而建立了一个方便反步法控制器设计的简化模型.当设计好反步法控制器后,设计了一个非线性自适应律来估计这种组合干扰,并通过将干扰估计值整合到反步控制器中,使得闭环跟踪系统的鲁棒稳定性得到了保证,即基于李雅普诺夫稳定性理论证明了所设的控制器对于干扰主动阻隔,特别是低频干扰的主动阻隔是有效的.最后,两个仿真研究验证了该方法是优于常规反步法和积分反步法的. 展开更多
关键词 适应步法 鲁棒控制 轨迹跟踪 无人直升机 干扰估计
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带有海浪滤波器的船舶航向反步自适应输出反馈控制 被引量:14
2
作者 彭秀艳 胡忠辉 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期863-868,共6页
针对复杂海况下船舶航向控制中的模型非线性、参数不确定和海浪扰动问题,提出了一种基于反步法的非线性自适应输出反馈控制算法.首先基于无源理论设计了一种状态观测器以实现海浪滤波和状态估计,这种观测器无需海浪扰动的方差信息从而... 针对复杂海况下船舶航向控制中的模型非线性、参数不确定和海浪扰动问题,提出了一种基于反步法的非线性自适应输出反馈控制算法.首先基于无源理论设计了一种状态观测器以实现海浪滤波和状态估计,这种观测器无需海浪扰动的方差信息从而减少了观测器参数数量.然后假定系统模型参数未知,基于反步法给出了非线性控制律和参数自适应律.利用Lyapunov理论证明了这种自适应输出反馈控制系统的稳定性.仿真结果表明本文所提控制器具有较好的控制性能,对不确定性模型参数具有良好的自适应性. 展开更多
关键词 船舶航向控制 海浪滤波 适应步法 输出 无源理论
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永磁同步电机鲁棒自适应反步控制 被引量:6
3
作者 张细政 王耀南 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期572-576,共5页
针对高性能的永磁同步电机伺服驱动系统,考虑电机实际运行过程中定子电阻、转子磁链和负载转矩的变化必然影响到系统的伺服精度,采用自适应反步法设计控制器,选择适当的Lyapunov函数来保证整个系统的稳定性,进而实现转速的非线性控制,... 针对高性能的永磁同步电机伺服驱动系统,考虑电机实际运行过程中定子电阻、转子磁链和负载转矩的变化必然影响到系统的伺服精度,采用自适应反步法设计控制器,选择适当的Lyapunov函数来保证整个系统的稳定性,进而实现转速的非线性控制,推导出控制律和参数自适应律.为提升系统的稳态性能,在控制输入中引入了转速误差的积分项,从而消除残留误差.在补偿参数不确定性影响与提高系统的抗干扰能力的同时,实现电机转速的高性能全局渐近稳定跟踪控制.仿真结果证明,控制策略在参数摄动和负载扰动下都是有效的、正确的. 展开更多
关键词 永磁同步电机 鲁棒 适应步法 速度跟踪
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电液伺服系统驱动机械臂的自适应反步法控制
4
作者 王星坤 梁全 +1 位作者 高俊 王忠伟 《重型机械》 2024年第2期76-83,共8页
在实际应用中,电液伺服系统存在非线性和参数不确定的特性,并且在作动器运动过程中可能受到外部随机干扰,会对电液伺服系统的控制造成较大影响。为了改善电液伺服系统在参数不确定性和未知扰动(即水力参数和外部负载)下的动态行为。首先... 在实际应用中,电液伺服系统存在非线性和参数不确定的特性,并且在作动器运动过程中可能受到外部随机干扰,会对电液伺服系统的控制造成较大影响。为了改善电液伺服系统在参数不确定性和未知扰动(即水力参数和外部负载)下的动态行为。首先,利用基于李亚普诺夫的反步法对电液伺服系统进行控制。然后,利用基于李亚普诺夫的参数自适应反步法对外部随机干扰和系统非线性进行抑制或补偿的控制方法进行了研究,比较了这两种控制策略的优缺点。表明了基于李亚普诺夫的的参数自适应反步法对于多个未知参数的情况下进行估计系统仍能保证具有的良好性能。 展开更多
关键词 电液伺服系统 机械臂 适应步法
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柔性关节机械臂系统的鲁棒自适应跟踪控制 被引量:1
5
作者 杨帆 武力兵 《高师理科学刊》 2023年第5期39-45,共7页
针对一类带有参数不确定性及外部扰动的柔性关节机械臂系统,在考虑系统存在参数不确定性的前提下,给出混合干扰.提出鲁棒自适应反步控制策略,设计参数更新律补偿外部扰动和模型误差对系统的影响.给出系统输入转矩,通过Lyapunov稳定性分... 针对一类带有参数不确定性及外部扰动的柔性关节机械臂系统,在考虑系统存在参数不确定性的前提下,给出混合干扰.提出鲁棒自适应反步控制策略,设计参数更新律补偿外部扰动和模型误差对系统的影响.给出系统输入转矩,通过Lyapunov稳定性分析证明所有闭环信号是有界的,并且系统输出能够渐近跟踪到期望的参考信号,利用Matlab仿真分析验证了所提出控制方案的有效性. 展开更多
关键词 柔性关节机械臂 适应步法 LYAPUNOV稳定性 鲁棒性
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基于SG的Buck变换器自适应反步法控制 被引量:5
6
作者 王艳 陈进军 纪志成 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第6期662-665,669,共5页
针对Buck变换器的非线性特性,考虑在电感电流连续导通模式下的数学模型,采用自适应反步法设计其闭环控制器,同时基于System Generator提出了数字控制器的实现方法,并分析了其负载扰动和电源扰动特性,将仿真结果与PI控制方式相比较,结果... 针对Buck变换器的非线性特性,考虑在电感电流连续导通模式下的数学模型,采用自适应反步法设计其闭环控制器,同时基于System Generator提出了数字控制器的实现方法,并分析了其负载扰动和电源扰动特性,将仿真结果与PI控制方式相比较,结果表明自适应反步控制的优越性和System Generator设计开发的有效性,为FPGA实现Buck变换器的数字控制器提供了新的设计流程,也为进一步研究其他DC-DC变换器的非线性控制提供了新思路。 展开更多
关键词 BUCK变换器 连续导通模式 适应步法 SYSTEM GENERATOR
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双框架磁悬浮控制力矩陀螺框架系统的扰动抑制 被引量:4
7
作者 李海涛 侯林 韩邦成 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期868-878,共11页
内外框架之间的耦合力矩和谐波减速器的非线性传输力矩是影响双框架磁悬浮控制力矩陀螺(DGMSCMG)框架系统精确角速度控制的主要因素,为了解决以上干扰问题,实现框架系统高精度角速率伺服控制提出了一种基于扰动观测器和自适应反步的框... 内外框架之间的耦合力矩和谐波减速器的非线性传输力矩是影响双框架磁悬浮控制力矩陀螺(DGMSCMG)框架系统精确角速度控制的主要因素,为了解决以上干扰问题,实现框架系统高精度角速率伺服控制提出了一种基于扰动观测器和自适应反步的框架系统复合解耦控制方法。通过扰动观测器来估计框架系统中的扰动,并结合自适应反步法获得控制律,其间将扰动估计误差当作未知参数设计了其自适应律,对扰动的两次处理使得框架系统干扰估计更加精确,同时可以保证估计参数的收敛性和整个框架系统的稳定性。仿真和实验结果表明,采用此复合控制方法,DGMSCMG框架系统扰动估计误差不超过框架系统实际扰动的3%,实际框架角速率跟踪参考指令角速率的精度达到99.2%。此复合解耦控制方法可以满足DGMSCMG框架系统抗干扰能力强、高精度角速率伺服控制的要求。 展开更多
关键词 双框架磁悬浮控制力矩陀螺 框架角速率伺服控制 谐波减速器 扰动观测器 适应步法
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负荷扰动互联电力系统模糊自适应输出跟踪与干扰抗御 被引量:3
8
作者 金鹏 马倩 周国鹏 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期571-577,共7页
风电、光伏等新型发电设备并入传统大电网后,使互联电力系统日益复杂,给电力系统建模和运行控制带来了新挑战.基于此问题,本文提出基于模糊自适应控制的互联电力系统输出跟踪与干扰抗御算法.首先利用模糊控制理论对系统进行建模,然后利... 风电、光伏等新型发电设备并入传统大电网后,使互联电力系统日益复杂,给电力系统建模和运行控制带来了新挑战.基于此问题,本文提出基于模糊自适应控制的互联电力系统输出跟踪与干扰抗御算法.首先利用模糊控制理论对系统进行建模,然后利用非线性输出调节思想解决带有扰动的跟踪问题.但模糊逼近不可避免的存在逼近误差,为减小逼近误差与外部扰动对于控制系统的影响,利用Backstepping法设计自适应输出调节控制器.最后,仿真结果验证了该算法有效,实现了系统输出跟踪与干扰抗御. 展开更多
关键词 互联电力系统 模糊控制 输出调节 适应步法
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一类非线性机电混沌系统的自适应反步控制 被引量:3
9
作者 惠小健 王震 孙卫 《科技通报》 北大核心 2012年第2期20-22,24,共4页
针对一类非线性Vanderpol-Duffing耦合振子机电系统,讨论了系统的基本动力学行为,运用非线性系统理论和Routh-Hurwitz定理分别对系统平衡点的稳定性作了研究,得到了相关的定理。同时采用自适应反步法,对含有6个未知参数的机电系统设计... 针对一类非线性Vanderpol-Duffing耦合振子机电系统,讨论了系统的基本动力学行为,运用非线性系统理论和Routh-Hurwitz定理分别对系统平衡点的稳定性作了研究,得到了相关的定理。同时采用自适应反步法,对含有6个未知参数的机电系统设计了相应的控制器。最后通过数值示例进行仿真,对文中论证进行了强有力地论证。 展开更多
关键词 混沌 DUFFING系统 机电系统 适应步法
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解耦自适应反步法永磁直线同步电机混沌控制 被引量:3
10
作者 蔡浩然 杨俊华 杨金明 《电测与仪表》 北大核心 2018年第11期83-88,共6页
针对永磁直线同步电机运行过程中存在的混沌动态行为,构建电机混沌模型,编写程序,计算其任意参数下的最大Lyapunov指数。通过分析电机的混沌动态特性,构造状态反馈解耦,降低混沌系统阶数。基于永磁同步电机的状态反馈解耦模型设计反步... 针对永磁直线同步电机运行过程中存在的混沌动态行为,构建电机混沌模型,编写程序,计算其任意参数下的最大Lyapunov指数。通过分析电机的混沌动态特性,构造状态反馈解耦,降低混沌系统阶数。基于永磁同步电机的状态反馈解耦模型设计反步法混沌控制器。针对系统中可能含有的不确定性参数,提出解耦模型下的自适应反步法混沌控制,构造虚拟控制量,设计控制律,实时跟踪预测系统参数。为使系统状态快速稳定收敛至零点,构造Lyapunov方程进行稳定性分析。仿真结果表明,所提解耦自适应反步法能使永磁同步电机混沌系统快速恢复到稳定运行状态,鲁棒性强,响应速度快、控制精度高。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 最大LYAPUNOV指数 混沌控制 适应步法
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小型航天器浸入与不变自适应反步姿态跟踪 被引量:2
11
作者 张超 张胜修 +1 位作者 蔡光斌 侯明哲 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期60-68,共9页
针对具有惯性张量不确定性、外干扰及饱和限制的小型航天器非线性姿态跟踪问题,将反步法和系统浸入与流形不变理论相结合,提出了分块自适应约束控制结构.航天器姿态模型由修正罗德里格参数进行全局非奇异描述.在设计反步控制器时,引入... 针对具有惯性张量不确定性、外干扰及饱和限制的小型航天器非线性姿态跟踪问题,将反步法和系统浸入与流形不变理论相结合,提出了分块自适应约束控制结构.航天器姿态模型由修正罗德里格参数进行全局非奇异描述.在设计反步控制器时,引入指令滤波器和修正跟踪误差信号以施加系统状态和执行器的饱和限制,同时较容易地获得虚拟控制导数.为提高反步控制器的鲁棒性和性能,利用基于不变流形的非线性观测器对时变的系统"总干扰"进行在线估计补偿.由于不变流形方法使得估计误差具有指定的一致稳定动态,因而该分块自适应控制器比传统的自适应反步控制器更容易调节,且性能不受未知的估计律动态的影响.李亚普诺夫直接方法证明了估计误差有界性和闭环系统输入状态稳定.数值仿真表明,与传统方法相比,所提出的控制器结构具有更高的姿态跟踪性能和干扰估计精度. 展开更多
关键词 姿态跟踪 修正罗德里格参数 适应步法 浸入与不变 饱和约束
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基于鲁棒自适应反步法的航天器姿态跟踪控制 被引量:1
12
作者 颜根廷 宋斌 《上海航天》 2011年第3期32-36,54,共6页
针对存在未知惯量矩阵和外干扰的刚体航天器姿态跟踪,提出了一种鲁棒自适应控制方法。综合自适应反步法和非线性L2增益干扰抑制方法,用自适应反步法构造系统的Lyapunov函数,获得了具L2增益的鲁棒自适应控制器,以保证姿态跟踪误差系统为... 针对存在未知惯量矩阵和外干扰的刚体航天器姿态跟踪,提出了一种鲁棒自适应控制方法。综合自适应反步法和非线性L2增益干扰抑制方法,用自适应反步法构造系统的Lyapunov函数,获得了具L2增益的鲁棒自适应控制器,以保证姿态跟踪误差系统为一致最终有界稳定,确保估计的航天器惯量参数的有界性,并使从外干扰输入到评价输出的L2增益不大于给定值。仿真结果验证了方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 航天器 姿态跟踪 鲁棒控制 适应步法 L2增益 干扰抑制
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基于自适应反步法的非线性导弹制导/控制系统综合设计 被引量:2
13
作者 唐治理 雷虎民 邵雷空 《科技导报》 CAS CSCD 2008年第21期26-29,共4页
利用基于RBF神经网络的自适应反步法结合滑模控制对非线性导弹的制导/控制系统进行了综合设计。首先把导弹的制导/控制系统转化为严反馈型,然后利用基于在线调节的神经网络反步法克服非线性系统的非匹配不确定性,引入的滑模控制项使跟... 利用基于RBF神经网络的自适应反步法结合滑模控制对非线性导弹的制导/控制系统进行了综合设计。首先把导弹的制导/控制系统转化为严反馈型,然后利用基于在线调节的神经网络反步法克服非线性系统的非匹配不确定性,引入的滑模控制项使跟踪误差趋于零。仿真结果表明,所设计的方法具有较强的实用性。 展开更多
关键词 导航 制导与控制 适应步法 滑模控制 制导/控制系统综合设计
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考虑输入饱和的异步电机随机系统的速度控制 被引量:2
14
作者 刘丽超 马玉梅 +2 位作者 于金鹏 李伟 韩玉西 《青岛大学学报(工程技术版)》 CAS 2016年第1期60-65,共6页
针对随机扰动现象能够破坏异步电动机调速系统稳定性的问题,本文根据神经网络技术和反步法的原理,对输入饱和的异步电动机随机非线性系统的神经网络速度控制进行研究。考虑异步电动机随机系统中存在的输入饱和限制,利用神经网络来逼近... 针对随机扰动现象能够破坏异步电动机调速系统稳定性的问题,本文根据神经网络技术和反步法的原理,对输入饱和的异步电动机随机非线性系统的神经网络速度控制进行研究。考虑异步电动机随机系统中存在的输入饱和限制,利用神经网络来逼近随机系统中不确定的非线性项,并使用自适应反步法构造了异步电动机的自适应神经网络速度调节控制器。同时,利用Matlab软件进行仿真实验。仿真结果表明,本文所提出的自适应神经网络速度控制器,可以快速地跟踪给定的期望速度信号,克服了输入饱和、参数不确定、负载扰动等因素的影响,实现了对异步电动机的有效控制。该研究具有一定的实际应用价值。 展开更多
关键词 随机非线性系统 异步电动机 适应步法 神经网络
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基于自适应反步法和端口受控哈密顿理论的永磁同步电机控制 被引量:2
15
作者 符晓玲 刘旭东 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第10期35-38,52,共5页
提出了一种基于自适应反步控制和端口受控哈密顿(PCH)系统理论的永磁同步电机(PMSM)速度控制方法。考虑电机负载扰动,提出了基于反步法的PMSM速度环自适应控制;然后将PMSM电磁子系统模型表示成哈密顿系统形式,根据PCH系统理论求得控制... 提出了一种基于自适应反步控制和端口受控哈密顿(PCH)系统理论的永磁同步电机(PMSM)速度控制方法。考虑电机负载扰动,提出了基于反步法的PMSM速度环自适应控制;然后将PMSM电磁子系统模型表示成哈密顿系统形式,根据PCH系统理论求得控制器。仿真结果表明,设计的控制方法能够快速达到期望的转速值,且具有较好的抗负载扰动能力。 展开更多
关键词 永磁同步电机 适应步法 端口受控哈密顿
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基于ELM的混联式输送机构自适应反步控制 被引量:2
16
作者 袁伟 王曜 卢佳佳 《江苏科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2020年第5期57-65,共9页
针对混联式汽车电泳涂装输送机构的轨迹跟踪控制问题,提出一种基于极限学习机(extreme learning machine,ELM)的自适应反步控制方法,以反步控制为基础,将模型不确定部分和未知外部干扰作为集总扰动项,利用ELM网络进行在线逼近.通过Lyapu... 针对混联式汽车电泳涂装输送机构的轨迹跟踪控制问题,提出一种基于极限学习机(extreme learning machine,ELM)的自适应反步控制方法,以反步控制为基础,将模型不确定部分和未知外部干扰作为集总扰动项,利用ELM网络进行在线逼近.通过Lyapunov综合法稳定性分析,设计适用于该混联机构的控制律与自适应律,保证闭环系统最终一致有界.仿真结果表明,该方法能有效地克服模型不确定性和未知外部扰动,具有较好的轨迹跟踪精度和鲁棒性. 展开更多
关键词 混联输送机构 适应步法 极限学习机 轨迹跟踪
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大展弦比太阳能无人机横航向姿态控制研究
17
作者 王博 张贺 高正红 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1223-1232,共10页
太阳能无人机多采用大展弦比和轻质结构设计,其气动特性和质量特性与传统飞机显著不同。详细对比分析了太阳能无人机横航向气动数据与I类、III类飞机的差异。依据刚体动力学理论,揭示了机翼静态变形对飞机稳定性的影响。进一步利用根轨... 太阳能无人机多采用大展弦比和轻质结构设计,其气动特性和质量特性与传统飞机显著不同。详细对比分析了太阳能无人机横航向气动数据与I类、III类飞机的差异。依据刚体动力学理论,揭示了机翼静态变形对飞机稳定性的影响。进一步利用根轨迹法深入分析了太阳能无人机横航向稳定性,研究了特征根随机翼变形的变化规律。将飞机稳定转弯时的力矩方程与动力学方程结合,揭示了受运动耦合和副翼舵效约束的滚转姿态安全边界。针对太阳能无人机的气动特点、飞机特性受机翼上反变形影响较大以及滚转姿态限制问题,提出了采用具有强鲁棒性的自适应反步法,实现太阳能无人机滚转姿态的精确控制。 展开更多
关键词 大展弦比 太阳能无人机 运动耦合 姿态限制 适应步法
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基于反步法的直流电机鲁棒速度跟踪控制 被引量:1
18
作者 曹叠 吴玉香 胡跃明 《微计算机信息》 北大核心 2008年第16期26-27,59,共3页
为实现具有电枢反应非线性和参数不确定性的直流电机速度跟踪控制,采用自适应反步法,设计了鲁棒自适应速度跟踪控制器。首先推导了电机的非线性动态模型并考虑了电机转动惯量及负载转矩的不确定性,然后经非线性变换并利用线性参考模型... 为实现具有电枢反应非线性和参数不确定性的直流电机速度跟踪控制,采用自适应反步法,设计了鲁棒自适应速度跟踪控制器。首先推导了电机的非线性动态模型并考虑了电机转动惯量及负载转矩的不确定性,然后经非线性变换并利用线性参考模型导出了系统的误差动态方程,基于自适应反步法设计了鲁棒速度跟踪控制器,最后对其稳定性进行了分析证明。 展开更多
关键词 适应步法 鲁棒性 电枢应非线性 直流电机
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基于神经网络的一类非线性系统自适应反步控制 被引量:1
19
作者 李珍辉 《电路与系统学报》 CSCD 北大核心 2010年第3期68-74,共7页
针对传统自适应控制需要满足匹配条件、激发信号存在以及逼近误差有界等条件,提出一种新的基于神经网络的一类非线性系统自适应反步控制器设计方案。使用三层神经网络逼近系统的非线性特性,通过网络权系数自适应调整来不断的在线估计未... 针对传统自适应控制需要满足匹配条件、激发信号存在以及逼近误差有界等条件,提出一种新的基于神经网络的一类非线性系统自适应反步控制器设计方案。使用三层神经网络逼近系统的非线性特性,通过网络权系数自适应调整来不断的在线估计未知的逼近误差上界,采用有σ修正项的自适应律以放松持续激励条件。给出了基于Lyapunov意义上的闭环系统稳定性分析,证明跟踪误差收敛于原点的一个ε领域内。仿真结果表明了所提反步控制器的正确性。 展开更多
关键词 非线性系统 适应步法 神经网络逼近
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考虑约束条件的串级连续搅拌反应釜的自适应命令滤波控制 被引量:1
20
作者 于波 辛丽平 刘家硕 《青岛理工大学学报》 CAS 2021年第5期62-72,共11页
提出了串级连续搅拌反应釜(CCSTRs)的具有输入输出约束的模糊自适应命令滤波控制,采用模糊逻辑系统克服系统动力学模型的非线性;借助命令滤波技术简化控制器的结构,从而减少控制器的在线计算量;利用Barrier Lyapunov函数(BLF)和输入饱... 提出了串级连续搅拌反应釜(CCSTRs)的具有输入输出约束的模糊自适应命令滤波控制,采用模糊逻辑系统克服系统动力学模型的非线性;借助命令滤波技术简化控制器的结构,从而减少控制器的在线计算量;利用Barrier Lyapunov函数(BLF)和输入饱和函数对系统的输入、输出进行约束;Lyapunov稳定性分析保证了闭环系统的稳定性和系统信号的有界性;Simulink模拟仿真验证了所提控制器能使输出信号精准快速地跟踪参考信号。与现存的控制器相比,该控制器结构简单、控制精度高,由于考虑了系统的输入、输出约束,更贴近于实际工业过程。 展开更多
关键词 串级连续搅拌应釜 适应步法 命令滤波控制 Barrier Lyapunov函数 输入和输出约束
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