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具有未知控制方向、时变输入时滞和状态时滞的随机非线性系统的分数动态表面自适应神经有限时间控制。 (英语) Zbl 1504.93344号

摘要:本文研究了一类具有多个未知控制方向、时变输入时滞和时变状态时滞的随机非线性参数化系统的自适应神经有限时间跟踪控制。为此,针对具有多个未知控制方向的随机非线性系统,提出了一种李亚普诺夫意义下的概率半全局有限时间稳定性(SGFSP)新判据。其次,提出了一种新的具有有限时间收敛性的辅助系统来处理时变输入延迟,利用适当的Lyapunov Krasovskii泛函来补偿时变状态延迟,利用Nussbaum函数识别多个未知控制方向,并利用神经网络(NN)用于逼近非线性参数的未知函数。第三,在控制器的设计过程中嵌入了分数动态表面控制(FDSC)技术,这不仅是“复杂性的爆炸”成功地避免了传统backstepping方法中的问题,而且可以在有限的时间内获得命令滤波器的收敛性,从而大大提高命令滤波器的响应速度。同时,建立了误差补偿机制,消除了指令滤波器的误差。然后,基于所提出的新准则,在所设计的控制器下,所考虑系统的所有闭环信号都是SGPFS,并且跟踪误差可以在有限时间内驱动到原点的一个小邻域。最后,通过三个仿真实例验证了该控制方法的有效性。

MSC公司:

93D40型 有限时间稳定性
93E15型 控制理论中的随机稳定性
93立方厘米 控制理论中的非线性系统
93立方厘米 延迟控制/观测系统
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Ying,W。;潘,Y.N。;陈,M。;Li,H.Y.,随机多智能体系统的量化自适应有限时间二部NN跟踪控制,IEEE Trans。赛博。,51, 6, 2870-2881 (2020)
[2] 巴特,S.P。;Bernstein,D.S.,平移和旋转双积分器的连续有限时间稳定,IEEE Trans。自动。控制,43,5,678-682(1998)·Zbl 0925.93821号
[3] Haimo,V.T.,有限时间控制器,SIAM J.控制优化。,24, 4, 760-770 (1986) ·Zbl 0603.93005号
[4] Aslmostafa,E。;盖米,S。;Badamchizadeh,医学硕士。;Ghiasi,A.R.,一类未知非线性系统的自适应反推量化控制,ISA Trans。(2021)
[5] 马,L。;宁,X。;霍,X。;赵晓东,具有平均驻留时间的切换纯反馈非线性系统的自适应有限时间输出反馈控制设计,非线性分析。混合系统。,37 (2020) ·Zbl 1478.93327号
[6] 崔,Y。;刘晓平。;邓,X。;Wen,G.X.,具有动态领导者的非线性严格反馈多智能体系统基于命令滤波器的自适应有限时间一致性控制,Inform。科学。,55, 17-31 (2021) ·Zbl 1530.93510号
[7] 张伟。;Wei,W.,基于扰动观测器的输入饱和非三角形切换非线性系统的有限时间自适应模糊控制,Inform。科学。,561, 152-167 (2021) ·Zbl 1526.93082号
[8] Wu,Y。;谢瑞。;Xie,X.J.,无可行性条件下全状态约束高阶非线性系统的自适应有限时间模糊控制及其应用,神经计算,399,5,86-95(2020)
[9] Takacs,A。;科瓦茨,L。;I.J.鲁达斯。;Precup,R.E。;Haidegger,T.,《远程手术机器人系统中的力控制模型》,Acta Polytech。挂。,12, 8, 95-114 (2015)
[10] 赵,L。;Yu,J.P。;Liu,J.P。;Ma,Y.M.,基于降阶观测器的感应电机随机系统神经自适应动态表面控制,ISA Trans。(2021)
[11] Yin,J.L。;Khoo,S.Y.,南约克州。;Man,Z.H。;Yu,X.G.,随机非线性系统的有限时间稳定性和不稳定性,Automatica,47,12,2671-2677(2011)·Zbl 1235.93254号
[12] 365 ·Zbl 1423.93370号
[13] 方,L.D。;马,L。;丁·S·H。;Zhao,D.A.,一类具有输出约束的高阶随机非线性系统的有限时间镇定,应用。数学。计算。,358, 63-79 (2019) ·Zbl 1428.93115号
[14] 布,X.W。;魏,D.Z。;吴,X.Y。;Huang,J.Q.,《通过简明的神经控制保证具有未知控制方向的吸气式高超声速非仿射模型的预选跟踪质量》,J.Frankl。研究所,353,13,3207-3232(2016)·Zbl 1344.93075号
[15] Unar,医学硕士。;Mrraysmith,D.J.,《使用神经网络的船舶自动转向》,国际期刊Adapt。控制信号。工艺。,13, 4, 203-218 (1999) ·Zbl 0979.93536号
[16] Du,J.L。;郭,C。;于圣华(Yu,S.H.)。;赵永生,控制系数完全未知的时变不确定船舶自适应自动舵设计,IEEE J.Oceanic Eng.,32,2,346-352(2007)
[17] Su,Y.F.,控制方向未知的二阶非线性多智能体系统的合作全局输出调节,IEEE Trans。自动。控制,60,12,3275-3280(2015)·Zbl 1360.93300号
[18] Nussbaum,R.D.,关于参数自适应控制中一个猜想的一些评论,系统。控制信函。,3, 5, 243-246 (1983) ·Zbl 0524.93037号
[19] Shi,W.R。;Hou,M.Z。;Hao,M.R.,控制方向未知的不确定严格反馈非线性系统的自适应鲁棒动态表面渐近跟踪,ISA Trans。(2021)
[20] Zhao,N.N。;欧阳,X.Y。;Wu,L.B。;Shi,F.R.,控制方向未知的不确定非线性系统的事件触发自适应规定性能控制,ISA Trans。,108(2020)
[21] Kong,L.H。;Yu,X.B。;Zhang,S.,基于神经学习的未知控制方向状态约束系统自适应控制,ISA Trans。,112, 12-22 (2020)
[22] Zouari,F。;A.伊比亚斯。;Boulkroune,A。;曹,J。;Arefi,M.M.,具有输入非线性和非对称时变伪态约束的分数阶系统的神经网络控制器设计,混沌孤子分形(2021)
[23] 唐,S.C。;隋,S。;Li,Y.M.,未知控制方向随机非线性大系统的自适应模糊分散输出镇定,IEEE Trans。模糊系统。,1365-1372年5月22日(2014年)
[24] Shu,Y.J。;Tong,Y.H。;Yu,C.G.,具有未知控制方向和反鞭状滞后的切换非仿射随机非线性系统的鲁棒神经跟踪控制,J.Frankl。研究所,357,5,2791-2812(2020)·Zbl 1451.93074号
[25] Xia,J.W。;Lian,Y.X。;苏,S.F。;沈,H。;Chen,G.L.,基于观测器的未知控制方向随机非线性系统的事件触发自适应模糊控制,IEEE Trans。赛博。(2021)
[26] Shahriari-kahkeshi,M。;Meskin,N.,具有不确定时变控制方向和死区非线性的非线性多智能体系统的自适应协同控制,神经计算,464151-163(2021)
[27] Kim,J。;Joe,H。;Yu,S.C。;Lee,J.S。;Kim,M.,干扰下自主水下航行器位置控制的时滞控制器设计,IEEE Trans。Ind.Electron公司。,63, 2, 1052-1061 (2017)
[28] 刘义杰。;Tong,S.,一类具有全状态约束的非线性纯反馈系统的基于Barrier-lyapunov函数的自适应控制,Automatica,64,70-75(2016)·Zbl 1329.93088号
[29] 蒋伟(Jiang,W.)。;Wang,C.Y。;Meng,Y.H.,具有输入延迟和干扰的线性多智能体系统的全分布式时变编队跟踪控制,系统。控制信函。,146,6(2020)·Zbl 1454.93013号
[30] Ku,C.C.等人。;Chen,G.W.,(H_\infty)时变时滞不确定直流伺服电机随机系统的控制器设计,IEEE国际协调控制,518-522(2017)
[31] 吴,Y。;谢晓杰。;Hou,Z.G.状态约束高阶非线性时滞系统的自适应模糊渐近跟踪控制及其应用,IEEE Trans。自动。控制(2020年)
[32] Dastres,H。;Rezaie,B。;Baigzadehnoe,B.,一类具有未知输入饱和的未知非线性时滞系统的基于神经网络的自适应反推控制,神经计算,398131-152(2020)
[33] Li,H.Y。;王立杰。;杜,H.P。;Boulkroune,A.,具有输入延迟的严格反馈系统的自适应模糊反推跟踪控制,IEEE Trans。模糊系统。,25, 3, 642-652 (2017)
[34] Wang,Y.C。;张建新。;张海光。;Xie,X.P.,具有输入时滞和未知控制系数的非线性随机系统的自适应模糊输出约束控制,IEEE Trans。自动。控制(2020年)
[35] 李,M。;Xiang,Z.R.,一类具有输入时滞的切换非线性系统的自适应神经网络跟踪控制,神经计算,366,13,284-294(2019)
[36] M.Ma,T.Wang,J.B.Qiu,H.R.Karimi,大型互联非线性网络控制系统的自适应模糊分散跟踪控制,IEEE Trans。模糊系统。,29, (10), 3186-3191.
[37] Li,Y.D。;陈,B。;林,C。;Shang,Y.,具有输入时变时滞和饱和的非线性大系统的自适应神经分散输出反馈控制,神经计算,427,12,212-224(2021)
[38] 张杰。;Xia,J.W。;Sun,W。;庄,G.M。;Wang,Z.,具有全状态约束的随机非线性系统的有限时间跟踪控制,应用。数学。计算。,338, 207-220 (2018) ·Zbl 1427.93229号
[39] Zhao,N.N。;Wu,L.B。;欧阳,X.Y。;Yan,Y。;张。R.Y.,具有扰动和死区非线性的非线性系统的有限时间自适应模糊跟踪控制,应用。数学。计算。,362, 1 (2019) ·兹比尔1433.93073
[40] Wang,Y.C。;张建新。;张海光。;Xie,X.P.,具有输入时滞和输出约束的非严格反馈随机非线性系统的有限时间自适应神经控制,应用。数学。计算。(2020)
[41] Levant,A.,通过滑模技术实现鲁棒精确微分,Automatica,34,3(1998)·Zbl 0915.93013号
[42] Levant,A.,《高阶滑动模式、微分和输出反馈控制》,国际控制杂志,76924-941(2010)·Zbl 1049.93014号
[43] Farrell,J.A。;Polycarpou,M。;夏尔马,M。;Dong,W.J.,命令过滤backstepping,IEEE Trans。自动。控制,54,6,1391-1395(2009)·兹比尔1367.93382
[44] Dong,W。;Farrell,J.A。;Polycarpou,M.M。;Djapic,V。;Sharma,M.,命令过滤自适应反步法,IEEE Trans。控制系统。技术。,20, 3, 566-580 (2012)
[45] Li,Y.X.,一类不确定非线性系统的有限时间指令滤波自适应容错控制,Automatica,106117-123(2019)·Zbl 1429.93181号
[46] Yu,J.P。;赵,L。;Yu,H.S。;林,C。;Dong,W.,输入饱和非线性系统的模糊有限时间指令滤波控制,IEEE Trans。自动。控制,48,82378-2387(2017)
[47] 王义杰。;Song,Y.D.,非仿射纯反馈形式下多智能体系统的分数动态表面神经自适应有限时间包容控制,IEEE Trans。神经网络。学习。系统。,28, 3, 678-689 (2017)
[48] 1109/TNNLS.2019.2959016
[49] 钱,C。;Lin,W.,具有不可控不稳定线性化的非线性系统的非lipschitz连续镇定器,系统。控制信函。,42, 3, 185-200 (2001) ·Zbl 0974.93050号
[50] 哈代,G.H。;Littlewood,J.E。;Polya,G.,《不等式》(1952),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社·兹比尔0047.05302
[51] Liu,J.D。;牛,B。;Kao,Y.G。;赵,P。;Yang,D.,大型非线性系统的分散自适应命令滤波神经跟踪控制:一个几乎快速的有限时间框架,IEEE Trans。神经网络。学习。系统,32,8,3621-3632(2020)
[52] Min,H.F.公司。;徐S.G。;Zhang,Z.Q.,具有全状态约束和输入饱和的随机非线性系统的自适应有限时间镇定,IEEE Trans。自动。控制,66,3,1306-1313(2020)·Zbl 07352081号
[53] Has’minskii,R.Z.,微分方程的随机稳定性(1980),Kluwer学术出版社:Kluwer-学术出版社Norwell,MA
[54] Ye,X.D。;Jiang,J.P.,在没有控制方向先验知识的情况下进行自适应非线性设计,IEEE Trans。自动。控制,43,11,1617-1621(1998)·Zbl 0957.93048号
[55] Y.C.Wang、J.X.Zhang、H.G.Zhang和X.P.Xie,具有输入时滞和未知控制系数的非线性随机系统的自适应模糊输出约束控制,IEEE Trans。自动。控制。10.1109/TCYB.2020.3034146
[56] Yue,H.Y。;魏,Z。;陈庆杰。;Zhang,X.Y.,利用神经网络对一类具有输入时滞的非线性参数化系统进行动态表面控制,J.Frankl。研究所,3571961-1986(2020)·Zbl 1451.93207号
[57] Si,W。;Dong,X。;Yang,F.,具有未知系统动力学的高阶随机非线性强互联系统的分散自适应神经控制,Inform。科学。,424, 137-158 (2018) ·Zbl 1447.93180号
[58] 张海光。;刘,Y。;戴J。;Wang,Y.C.,一类不确定非线性滞后系统基于指令滤波器的自适应模糊有限时间控制,IEEE Trans。模糊系统。,29, 9, 2553-2564 (2021)
[59] Amiri,A.K。;Shahrokhi,M。;Mohit,M.E.,受输出约束、未知控制方向和输入非线性影响的非严格反馈系统的自适应有限时间神经控制,Inform。科学。,520, 271-291 (2020) ·Zbl 1461.93256号
[60] Li,Z。;Wang,F。;朱,R.,具有未知输出滞后的非线性系统的有限时间自适应神经控制,应用。数学。计算。,403, 7 (2021) ·兹比尔1510.93149
[61] 于振新。;Li,S.G。;于振生。;Li,F.G.,具有未知回滞和未知控制方向的非严格反馈随机非线性系统的自适应神经输出反馈控制,IEEE Trans。神经网络。学习。系统。,1147-1160年4月29日(2017年)
[62] Wang,F。;陈,B。;Sun,Y.M。;Gao,Y.L。;Lin,C.,随机非线性系统的有限时间模糊控制,IEEE Trans。自动。控制,50,62617-2626(2020)
[63] Wang,Y.C。;张建新。;张,H.G。;Xie,X.P.,具有输入时滞和输出约束的非严格反馈随机非线性系统的有限时间自适应神经控制,应用。数学。计算。,393 (2021) ·Zbl 1508.93179号
[64] 夏,X.N。;张天平。;Zhu,J.M。;Yi,Y.,具有状态和输入未建模动态的随机非线性系统的自适应输出反馈动态表面控制,国际期刊Adapt。控制信号处理。,30, 6, 864-887 (2016)
[65] Yu,J。;Shi,P。;陈,X。;Cui,G.,通过浸入和不变性实现非线性系统的有限时间指令滤波自适应控制,科学。下巴。信息科学。,64, 9, 192202 (2021)
[66] 傅,C。;张,C。;张,G。;宋,J。;张,C。;Duan,B.,基于扰动观测器的三相AC-DC变换器有限时间控制,IEEE Trans。Ind.Electron公司。,69, 6, 5637-5647 (2022)
[67] 赵,L。;Yu,J。;Wang,Q.G.,通过自适应神经输出反馈和命令过滤反推实现非线性系统的有限时间跟踪控制,IEEE Trans。神经网络。学习。系统。,32, 4, 1474-1485 (2021)
[68] 赵,L。;Yu,J。;Wang,Q.G.,不确定多机械手系统的自适应有限时间控制,IEEE Trans。赛博。,52, 1, 556-567 (2022)
[69] Homayoun,B。;阿雷菲,M.M。;Vafamand,北卡罗来纳州。;Yin,S.,未知输入饱和随机时滞非严格反馈系统的神经自适应命令滤波器控制,J.Frankl。研究所,357,12,7456-7482(2020)·Zbl 1447.93168号
[70] https://doi.org/10.1016/j.jfranklin.2022.04.010 ·Zbl 1491.93064号
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