一类非仿射非线性系统的自适应模糊控制及应用研究

摘要

本文研究了一类非仿射非线性系统的自适应模糊控制问题。针对这种复杂的非线性系统，结合模糊逻辑系统逼近性和自适应调节技术，并利用Lyapunov稳定性理论设计模糊自适应控制方法，实现了对该类系统的有效控制。本文所做的工作如下:
　　 首先，针对一类单输入单输出(SISO)非仿射非线性系统提出了一种自适应模糊控制方法。此方法把不确定非线性系统表示为定常线性子系统加非线性项的形式，然后采用模糊逻辑系统设计补偿器来消除非线性项的影响。还引入时变死区函数对模糊逻辑系统中的未知参数进行自适应调节，并对时变死区设计自适应律。文中证明了此方法可使闭环系统的所有信号均有界，且使跟踪误差收敛到原点的小邻域内，数值例子的仿真结果表明了该方法的有效性。
　　 其次，将上述方法扩展到一般的多输入多输出(MIMO)非仿射非线性系统之中，其中的变量之间存在着耦合关系。引入不同的滤波误差和时变死区函数，设计出一种多变量的自适应模糊控制方法。文中也同样证明了此方法可使闭环系统的所有信号均有界，且使跟踪误差收敛到原点的小邻域内，数值例子的仿真结果表明了该方法的有效性。
　　 最后，基于多电机协同控制系统的数学模型，把本文提出的多变量自适应模糊控制方法应用其中，通过仿真结果可以看出本文方法的有效性。

目录

声明

学术论文的主要创新点

摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究的背景及意义

1．2 模糊控制理论概述

1．2．1 模糊控制理论国内外研究及应用状况

1．2．2 模糊控制理论的发展趋势

1．3 自适应模糊控制理论的发展

1．3．1 自适应模糊控制方法国外研究现状

1．3．2 自适应模糊控制方法国内研究现状

1．4 非线性系统的分类

1．4．1 仿射非线性系统

1．4．2 非仿射非线性系统

1．5 本文主要研究内容

第二章 预备知识

2．1 模糊控制原理及模糊逻辑系统

2．1．1 模糊控制的基本原理

2．1．2 模糊逻辑系统

2．1．3 模糊逻辑系统的分类

2．1．4 模糊逻辑系统的万能逼近特性

2．2 自适应模糊控制理论

2．2．1 自适应模糊控制的基本原理

2．2．2 自适应模糊控制的分类

2．3 本文涉及到的定理

2．3．1 隐函数定理

2．3．2 Lyapunov稳定性定理

2．3．3 Barbalat定理

2．4 本章小结

第三章 一类单输入单输出非仿射非线性系统的自适应模糊控制

3．1 引言

3．2 问题描述

3．3 自适应模糊控制器的设计

3．4 仿真

3．5 本章小结

第四章 一类多输入多输出非仿射非线性系统的自适应模糊控制

4．1 引言

4．2 问题描述

4．3 自适应模糊控制器的设计

4．4 仿真

4．5 本章小结

第五章 多输入多输出非线性系统的自适应模糊控制的应用研究

5．1 多电机同步系统的数学模型

5．2 控制器设计

5．3 仿真

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加科研情况

致谢