时滞非线性系统自适应控制：处理执行死区的新方法

"该文研究了带有执行死区的时滞非线性系统的自适应控制问题，采用模糊逼近器在未知系统动态情况下设计控制器。通过步进反推技术和自适应模糊逼近器，将死区非线性重构成比例、光滑非线性和扰动项，以消除执行死区对系统性能的影响。利用鲁棒控制技术设计附加控制，确保闭环系统稳定且输出能精确跟踪参考信号。文中通过积分型Lyapunov函数证明了控制器的稳定性，并通过仿真验证了方案的有效性。" 本文关注的是工业控制系统中常见的问题——带有执行死区的时滞非线性系统。执行死区是指在实际执行器动作中存在的一种现象，即输入信号在一定范围内变化时，输出不会立即响应，这可能导致系统性能下降和控制困难。时滞则是因为信号传递或物理过程的延迟引起的，它同样会恶化系统的动态性能。 作者提出了一种自适应控制策略来解决这个问题。首先，他们利用步进反推技术逐步构建控制器，这是一种反向推理方法，通过分析系统动态从输出逆向设计控制器。其次，将死区非线性分解为比例项、光滑非线性项和扰动类似项，分别对待以减少其对系统的影响。接下来，引入自适应模糊逼近器，它能够近似未知的系统动态和光滑非线性项。模糊系统是一种有效的工具，可以模拟复杂非线性行为，尤其适合处理不确定性。 为了解决由执行死区引入的扰动，文章采用了鲁棒控制技术设计附加控制，以抵消这种扰动对系统的影响。通过选择积分型的Lyapunov函数，作者证明了设计的控制器可以确保闭环系统的稳定性，并保证系统的输出能以预设精度跟踪参考信号。这一证明是基于稳定性理论，表明系统能够在各种扰动下保持稳定运行。 此外，文中还包括了具体的仿真结果，这些结果证实了所提出的自适应模糊控制方案在实际应用中的有效性。该研究对于处理具有执行死区和时滞的非线性系统提供了新的控制思路，有助于改善这类系统的控制性能和稳定性。 关键词涉及执行死区、时滞、非线性系统、自适应控制和模糊逼近，表明该研究是自适应模糊控制领域的一个重要贡献，特别是对于那些动态特性未知且包含执行死区和时滞效应的复杂系统。