饱和鲁棒自适应控制:新型近似模型在非线性系统中的应用

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"这篇研究论文探讨了不确定非线性系统在输入饱和情况下的自适应跟踪控制问题。通过构建一个新的近似饱和模型,该模型能够以任意预设精度平滑地近似实际饱和非线性,有效地处理了非光滑饱和非线性的影响。作者采用了动态表面控制方法,并结合改进的线性滤波器,明确设计了一种鲁棒自适应控制方案,通过添加积分技术来消除误差。提出的控制器能够在保证系统性能的同时,克服输入饱和和不确定性带来的挑战。" 在不确定非线性系统的研究中,控制策略的设计往往是一项复杂任务,特别是在存在输入饱和的情况下。输入饱和是指系统中控制器或执行器的能力有限,导致无法进一步增加或减少控制输入,这在实际工程应用中很常见。论文中提出的新方法是针对这一问题的一个解决方案。 首先,为了处理饱和非线性,作者构建了一个新颖的近似饱和模型。这个模型不同于传统的离散逼近,它可以以任意精度平滑地近似实际的饱和特性,降低了非线性对控制系统稳定性的影响。这样的模型不仅简化了控制器设计,还有助于提高系统的动态性能。 接着,论文引入了动态表面控制(Dynamic Surface Control, DSC)方法。DSC是一种将滑模控制与自适应控制相结合的技术,它通过动态表面来消除传统滑模控制中的抖动问题,同时保持良好的控制性能。在此基础上,作者结合了改进的线性滤波器,以进一步优化控制信号并减小噪声影响。 为了实现精确的跟踪控制,控制方案中加入了积分器。积分器的引入可以消除稳态误差,确保系统在长期运行中能够准确跟踪设定值。同时,由于系统的不确定性,鲁棒控制策略必不可少。论文中的控制方案考虑了这些不确定性,设计出的控制器具有鲁棒性,能有效应对系统参数的变化和外部扰动。 这篇论文为不确定非线性系统的饱和鲁棒自适应控制提供了一种创新方法,通过新的近似模型和优化的控制结构,解决了输入饱和问题,提高了系统稳定性和控制精度。这种方法对于实际工程应用具有重要的理论指导意义和实践价值。