一種非線性系統自適應跟蹤控制器設計

摘要： 為了處理閉環系統遇外界強干擾時出現不穩定的問題，提出一種非線性系統自適應跟蹤控制設計方案該設計方法。主要利用比例和積分結構，這種結構將系統中不確定項由單位分解逼近，同時這種結構的魯棒跟蹤控制器也使系統在干擾波動影響下保持很好的跟蹤效果。其結果使閉環系統所有的狀態與跟蹤誤差收斂到原點的一個很小的范圍，通過仿真實驗表明這種控制器設計可行并且有效。

關鍵詞： 單位分解； 非線性系統； PI控制； 模糊邏輯； 自適應跟蹤控制器

中圖分類號： TN911?34； TB18 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）06?0007?03

0 引 言

自適應控制的基本思想是：在控制系統的運行過程中，系統本身不斷地測量被控系統的狀態、性能和參數，從而認識或掌握系統當前的運行指標并與期望的指標相比較，進而做出決策，來改變控制器的結構、參數或根據自適應規律來改變控制作用，以保證系統運行在某種意義下的最優或次優狀態。自適應控制系統主要由控制器、被控對象、自適應器及反饋控制回路和自適應回路組成。與常規的反饋控制系統比較，自適應控制系統有三個顯著特點：控制器可調，增加了自適應回路，適用對象。因設計的原理和結構的不同，自適應控制系統大致可分為如下幾種主要形式：變增益控制、模型參考自適應控制系統、自校正控制系統。本文研究針對非線性控制中出現的一些問題，提出一種基于單位分解的變結構自適應控制，利用單位分解作為萬能逼近器的設計思想逼近非線性系統的未知函數，有效地減少自適應律個數和解決系統變量個數增加而導致的維數災難問題。這種設計方法一方面有效抵消的外部干擾，另一方面也較好解決了傳統模糊自適應控制帶來的維數災難問題。

1 問題描述

4 結 語

本文針對傳統模糊自適應控制的維數災難問題，提出了一種基于單位分解的的自適應控制方案。方案選用單位分解逼近非線性系統中的不確定項，用較少的開覆蓋完成控制目標，是自適應機構在一定程度上得到簡化，節省了控制算法的計算量。同時，該控制方法解決了由于變結構控制帶來的抖動問題，以及有效地抵抗了外部干擾。倒立擺控制的仿真結果表明了所提出方案的實用性和有效性。

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