大规模MIMO非线性系统鲁棒分散模糊控制方法

"本文介绍了一种针对大型多输入多输出（MIMO）不确定非线性系统的鲁棒分散自适应模糊控制方案。该方法由模糊逻辑系统和正则化逆矩阵组成，旨在解决控制器的奇异性问题，并在统一的设计框架下无需预先知道总体不确定性范围。证明了闭环大尺度系统的渐近稳定性，仿真结果验证了所提出方法的有效性。" 在这篇研究论文中，作者Yi-Shao Huang提出了一个新颖的鲁棒分散自适应模糊控制策略，专门应用于大型MIMO非线性系统。这类系统通常在实际工程应用中遇到，如航空航天、电力系统、自动化生产线等，其特性是具有多个输入和多个输出，且系统行为可能受到各种不确定性因素的影响。 首先，模糊逻辑系统被用来近似非线性动态，这是因为模糊系统能够有效地处理不确定性和复杂性，尤其是在缺乏精确模型的情况下。通过利用模糊规则，系统可以将复杂的非线性行为转化为可管理和控制的形式。 其次，正则化逆矩阵的概念被引入来解决控制器可能出现的奇异性问题。控制器的奇异性可能导致系统不稳定或性能下降。正则化逆矩阵的使用确保了控制器的可逆性，从而提高了整个控制系统的鲁棒性。 控制设计的关键在于分散式结构，这意味着每个子系统都有自己的本地控制器，只依赖于本地信息进行决策，而不依赖全局信息。这种结构对于大型分布式系统来说非常重要，因为它减少了通信需求，增强了系统的灵活性和独立性。 论文进一步证明了在没有事先知道总体不确定性界限的情况下，闭环大尺度系统仍能保持渐近稳定性。这是通过使用适应律和稳定性分析方法来实现的，这些方法确保了即使在不确定性存在的情况下，系统也能逐渐收敛到期望的稳定状态。 最后，通过仿真结果，作者验证了所提出的控制策略的有效性和实用性。这些结果展示了在不同场景下，系统能够成功地跟踪期望的性能指标，同时对不确定性有良好的鲁棒性。 这篇论文提供了一个创新的控制策略，为处理大型MIMO非线性系统的控制问题提供了新的思路，尤其在面对不确定性时，该策略展示了其优越的稳定性和适应性。这对于未来在实际工程中的应用具有重要的理论指导价值。