×

一类输入饱和非线性系统的基于性能的柔性鲁棒控制。 (英语) Zbl 1451.93079号

摘要:本文研究了同时考虑用户特定跟踪性能、非对称输入饱和和外部干扰的多输入多输出非线性系统的跟踪控制问题。通过将修改信号引入到用户特定的性能函数中,我们提出了一种灵活的基于性能的控制方案,该方案能够避免由于输入饱和而导致的对修改性能函数(MPF)的违反。这些修正信号与输入饱和误差(实际控制输入和期望控制输入之间的误差)相关,并由一个新的辅助系统生成,其中所有状态都保证为非负。因此,当出现饱和时,MPF会降低用户特定的跟踪性能,而当没有饱和时,它可以恢复。此外,利用扰动观测器估计外部扰动,减轻控制增益选择的负担。理论上,利用所设计的控制方案,输出可以始终跟踪参考信号,并满足MPF的约束条件。最后,给出了数值仿真结果,证明了所提控制方案的有效性。

MSC公司:

93B35型 灵敏度(稳健性)
93立方35 多变量系统、多维控制系统
93立方厘米10 控制理论中的非线性系统
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 贝特曼,A。;Lin,Z.,嵌套饱和下离散时间线性系统的分析和设计方法,IEEE自动控制汇刊,47,8,1305-1310(2002)·兹比尔1364.93272
[2] 贝特曼,A。;Lin,Z.,嵌套饱和下线性系统的分析和设计方法,《系统与控制快报》,48,1,41-52(2003)·Zbl 1106.93313号
[3] Bechlioulis,C.P。;Rovithakis,G.A.,具有规定性能的反馈线性化MIMO非线性系统的鲁棒自适应控制,IEEE自动控制汇刊,53,9,2090-2099(2008)·Zbl 1367.93298号
[4] Bemporad,A。;莫拉里,M。;杜瓦,V。;Pistikopoulos,E.N.,约束系统的显式线性二次调节器,Automatica,38,1,3-20(2002)·Zbl 0999.93018号
[5] 曹毅。;林,Z。;Ward,D.G.,《扩大执行器饱和线性系统吸引域的抗饱和方法》,IEEE自动控制汇刊,47,1,140-145(2002)·Zbl 1364.93612号
[6] Chen,W.H。;巴拉斯,D.J。;Gawthrop,P.J。;O'Reilly,J.,机器人操作器的非线性扰动观测器,IEEE工业电子学报,47,4,932-938(2000)
[7] 陈,M。;Ge,S.S.,基于扰动观测器的一类不确定非仿射非线性系统的直接自适应神经控制,IEEE控制论汇刊,43,4,1213-1225(2013)
[8] 陈,M。;Ge,S.S.,使用扰动观测器对具有未知滞后的不确定非线性系统进行自适应神经输出反馈控制,IEEE工业电子学报,62,12,7706-7716(2015)
[9] 陈,Z。;李,Z。;Chen,C.L.P.,具有状态和输入约束的不确定MIMO非线性系统的自适应神经控制,IEEE神经网络和学习系统汇刊,28,6,1318-1330(2017)
[10] 陈,M。;陶,G。;Jiang,B.,一类具有输入饱和的不确定非线性系统的神经网络动态表面控制,IEEE神经网络和学习系统汇刊,26,9,2086-2097(2015)
[11] Chen,W.H。;杨,J。;郭,L。;Li,S.,基于扰动观测器的控制和相关方法——概述,IEEE工业电子学报,63,2,1083-1095(2016)
[12] 杜卡德,G。;Geering,H.P.,《无人飞行器高效非线性执行器故障检测和隔离系统》,《制导、控制和动力学杂志》,31,1,225-237(2008)
[13] Farina,L。;Rinaldi,S.,《正线性系统:理论与应用》(2011),John Wiley&Sons
[14] 高Y.F。;Sun,X.M。;温,C。;Wang,W.,一类具有输入饱和的随机不确定非线性系统的自适应跟踪控制,IEEE自动控制汇刊,62,5,2498-2504(2017)·Zbl 1366.93715号
[15] 戈曼,M.G。;Khramtsovsky,A.V。;Kolesnikov,E.N.,通过计算可达到的平衡集评估飞机性能和机动性,制导、控制和动力学杂志,31,2,329-339(2008)
[16] 哈迪,M。;Abd-Elhaleem,S。;Fkirin,M.A.,通过(H_\infty)自适应模糊控制器对网络上一类非线性控制系统进行时间延迟补偿,IEEE系统、人与控制论汇刊:系统,47,8,2114-2124(2017)
[17] 哈迪,M。;Abd Elhaleem,S。;Fkirin,M.A.,一类具有时变延迟的网络非线性系统的自适应模糊预测控制器,IEEE模糊系统汇刊,26,412135-2144(2018)
[18] 哈迪,M。;Hamdan,I.,通过T-S模糊双线性模型的仿射非线性系统的鲁棒模糊输出反馈控制器:CSTR基准,ISA Transactions,57,85-92(2015)
[19] 胡,Q。;邵,X。;郭,L.,具有规定性能的航天器自适应容错姿态跟踪控制,IEEE/ASME机电一体化汇刊,23,1,331-341(2018)
[20] Jankovic,M.,非线性系统约束镇定的鲁棒控制障碍函数,Automatica,96,359-367(2018)·Zbl 1406.93091号
[21] Kim,K.S。;Rew,K.H。;Kim,S.,估计时间序列扩展中高阶扰动的扰动观测器,IEEE自动控制汇刊,55,81905-1911(2010)·Zbl 1368.93123号
[22] Kostarigka,A.K。;杜尔盖里,Z。;Rovithakis,G.A.,《具有未知动力学和可变弹性的柔性关节机器人的规定性能跟踪》,Automatica,49,5,1137-1147(2013)·兹比尔1319.93054
[23] 最小高度。;徐,S。;马奇。;张,B。;Zhang,Z.,输入饱和非线性时滞系统基于复合观测器的输出反馈控制及其应用,IEEE工业电子学报,65,7,5856-5863(2018)
[24] 米切尔,I.M。;Bayen,A.M。;Tomlin,C.J.,连续动态博弈可达集的含时Hamilton-Jacobi公式,IEEE自动控制汇刊,50,7,947-957(2005)·Zbl 1366.91022号
[25] Mulgund,S.S。;Stengel,R.F.,风切变中飞机飞行控制的最佳非线性估计,Automatica,32,1,3-13(1996)·Zbl 0850.93584号
[26] 邵,X。;胡,Q。;Shi,Y。;Jiang,B.,输入饱和条件下航天器容错规定性能姿态跟踪控制,IEEE控制系统技术汇刊,28,2,574-582(2020)
[27] Shi,Y。;沈,C。;方,H。;Li,H.,《船舶机电系统的先进控制:调查》,IEEE/ASME机电学报,22,3,1121-1131(2017)
[28] Sun,G。;任,X。;Li,D.,多电机伺服机构的神经自抗扰输出控制,IEEE控制系统技术汇刊,23,2,746-753(2015)
[29] Verginis,C.K。;Nikou,A。;Dimarogonas,D.V.,《具有规定瞬态和稳态性能的树图结构的鲁棒编队控制》,Automatica,103,538-548(2019)·Zbl 1415.93095号
[30] Wang,Y。;胡,J。;李,J。;Liu,B.,具有输入饱和的非仿射纯反馈系统的改进规定性能控制,国际鲁棒与非线性控制杂志,29,4,1769-1788(2019)·Zbl 1416.93080号
[31] 王,D。;Huang,J.,一类不确定非线性系统基于神经网络的自适应动态表面控制,严格反馈形式,IEEE神经网络汇刊,16,1,195-202(2005)
[32] Wang,L。;Su,J.,飞机姿态跟踪的鲁棒干扰抑制控制,IEEE控制系统技术汇刊,23,6,2361-2368(2015)
[33] 王,M。;Yang,A.,具有规定性能的机器人操纵器自适应神经控制的动态学习,IEEE系统、人与控制论汇刊:系统,47,8,2244-2255(2017)
[34] 温,C。;周,J。;刘,Z。;Su,H.,存在输入饱和和外部扰动时不确定非线性系统的鲁棒自适应控制,IEEE自动控制汇刊,56,7,1672-1678(2011)·Zbl 1368.93317号
[35] 肖,B。;胡,Q。;Zhang,Y.,致动器饱和下柔性航天器的自适应滑模容错姿态跟踪控制,IEEE控制系统技术汇刊,20,661605-1612(2012)
[36] Yan,W。;Pang,C.K。;Du,C.,基于干扰观测器的多速率控制,用于拒绝奈奎斯特频率及以上的周期性干扰,Automatica,82,49-58(2017)·Zbl 1376.93041号
[37] Yang,H。;江,B。;Yang,H。;Liu,H.H.,在执行机构故障和饱和情况下,多架三自由度直升机在规定性能下的同步,ISA Transactions,75,118-126(2018)
[38] 杨,J。;李,S。;Yu,X.,通过扰动观测器实现不匹配不确定性系统的滑模控制,IEEE工业电子学报,60,1,160-169(2013)
[39] Yong,K。;陈,M。;Wu,Q.,基于浸没和不变性的无人飞行器路径跟踪综合制导与控制,国际系统科学杂志,50,5,1052-1068(2019)·Zbl 1483.93450号
[40] Yong,K。;陈,M。;吴琼,基于区间观测器的非线性系统抗干扰控制,IEEE工业电子学报,67,2,1261-1269(2020)
[41] Yousef,H.A。;哈迪,M。;Nashed,K.,\(L_1\)一类具有未知间隙滞后的非线性系统的自适应模糊控制器,《国际系统科学杂志》,48,12,2522-2533(2017)·Zbl 1372.93132号
[42] 张建新。;Yang,G.H.,具有未知控制方向的不确定非线性系统的规定性能容错控制,IEEE自动控制汇刊,62,12,6529-6535(2017)·Zbl 1390.93381号
[43] 张建新。;Yang,G.H.,具有规定性能的不确定非线性系统的模糊自适应输出反馈控制,IEEE控制论汇刊,48,5,1342-1354(2018)
[44] 郑,Z。;Feroskhan,M.,在存在输入饱和和外部干扰的情况下,具有规定性能的水面容器的路径跟踪,IEEE/ASME机电一体化汇刊,22,6,2564-2575(2017)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。