全状态约束非线性系统自适应神经网络控制设计

1 下载量 159 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 1.89MB PDF 举报
"基于神经网络控制的全状态约束非线性系统自适应学习设计" 这篇研究论文探讨了在全状态约束下的不确定非线性严格反馈系统的稳定控制问题。针对实际工程中常常遇到的状态约束问题,作者提出了一种自适应神经网络控制方法。其核心在于通过引入屏障Lyapunov函数(Barrier Lyapunov Function, BLF)来确保系统在运行过程中不会违反这些状态约束。 传统的控制策略在处理状态约束时可能会遇到挑战,而该论文提出的新颖的自适应反向传播设计巧妙地解决了这一问题。在反向传播过程中,BLF在每一步都被应用,从而确保了全状态约束始终得以满足。这种方法的一个显著特点是使用了最小学习参数,这有助于简化控制算法并提高其效率。 论文利用Lyapunov分析方法证明了闭合回路系统中的所有信号都是半全局一致最终有界的,这意味着系统不仅能够保持稳定,而且其输出可以有效地跟踪期望值。这样的设计对于确保系统的性能和鲁棒性至关重要,特别是在面对系统不确定性时。 通过神经网络控制,系统可以自适应地学习和调整其行为,以适应非线性和不确定性。这种自适应学习设计使得控制器能够在线估计未知模型参数,并根据实时数据动态调整控制策略,从而在满足约束条件下优化系统的性能。 这项工作为非线性系统的控制提供了一个创新的解决方案,它考虑了现实世界中常见的状态约束问题,并且通过引入BLF和自适应学习机制,提高了控制策略的可行性和有效性。这对于未来在机器人控制、航空航天、电力系统和其他需要精确控制且存在状态限制的领域有着广泛的应用前景。