一類非線性級聯(lián)反饋系統(tǒng)的魯棒自適應控制.pdf

1、鑒于需要控制的動態(tài)系統(tǒng)的復雜性和高不確定性，許多可靠模型都不能在高性能的工程應用中使用。面對如此高的系統(tǒng)的不確定性，使用魯棒控制不可避免的會犧牲系統(tǒng)的性能，而自適應控制會取得較好的效果，因為其能夠適應系統(tǒng)的不確定性，并在一定程度上提高系統(tǒng)性能。魯棒控制器內(nèi)部的反饋控制規(guī)律使用固定的常數(shù)來維持系統(tǒng)的魯棒性能，和有固定增益的魯棒控制器相比，自適應控制器直接或間接的調(diào)節(jié)反饋增益來維持閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且在面對系統(tǒng)不確定性時提高系統(tǒng)的性能。具

2、體來說，間接自適應控制器采用參數(shù)更新律來識別未知的系統(tǒng)參數(shù)，并通過調(diào)節(jié)反饋增益來適應系統(tǒng)變化，而直接自適應控制器則是通過直接調(diào)節(jié)控制器增益來適應系統(tǒng)變化。本文結(jié)合魯棒控制和自適應控制，對含有不確定性的非線性系統(tǒng)進行控制。
　　本文針對有半嚴格反饋形式的一類非線性特殊系統(tǒng)提出了一種基于魯棒H∞的自適應反演控制方法，保證了系統(tǒng)是輸出穩(wěn)定的。在實際應用中，這類系統(tǒng)的主要特點是第一個子系統(tǒng)是線性不確定系統(tǒng)，因而很自然的將H∞方法引入到反演

3、步驟中來，能同時保證系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性和魯棒性能。而后，在每一步設計中，為了應對未建模非線性和外部擾動，虛擬控制信號被設計成一個補償項和一個魯棒項，并用投影自適應方法用來跟蹤系統(tǒng)中的未知參數(shù)。最后，通過李雅普諾夫的框架，提出的控制方法能夠保證：1）系統(tǒng)的信號是一致有界的，并且通過選擇合適的控制參數(shù)能夠收斂到一任意小的緊集；2）如果經(jīng)過一段時間，系統(tǒng)僅遭受參數(shù)不確定性，即外界擾動以及未建模動態(tài)消失，系統(tǒng)的輸出將漸近收斂于0；3）閉環(huán)系統(tǒng)的L2

4、性能。
　　最后，本文作為一個應用研究，在考慮半車模型的振動控制的同時，將執(zhí)行器的液壓模型考慮進來，得到一個由主動懸架子系統(tǒng)和液壓子系統(tǒng)的級聯(lián)而成的控制系統(tǒng)。設計中，首先通過對主動懸架子系統(tǒng)運用H∞控制實現(xiàn)多目標控制，在盡可能減小車身垂直位移和俯仰角加速度的情況下，使得在整個時域上滿足懸架行程約束，執(zhí)行器飽和，輪胎動靜載荷比的硬實時約束；然后對于液壓子系統(tǒng)，通過自適應控制對不確定參數(shù)彈性模量βe設計了參數(shù)更新律，并設計控制輸入u來