一類非線性系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)魯棒控制方法

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1、山東工業(yè)技術(shù)2017,18,297-298DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/(.2017.18.263一類非線性系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)魯棒控制方法涂慶偉常州大學懷德學院導出/參考文獻關(guān)注分享收藏打印摘要：基于Lyapunov穩(wěn)定性理論，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接自適應控制的思想設(shè)計控制器，針對一類具有Brunovskycanonicalform的非線性系統(tǒng)，提出了一種基于祌經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的魯棒控制方法，計算機數(shù)值模擬進一步驗證丫所提出方法的有效性。關(guān)鍵詞：川:線性系統(tǒng);自適應控制;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);Lyapunov穩(wěn)定性;作者簡介：涂慶偉(1978-),

2、男，河南郟縣人，碩士，講師，主要從事數(shù)學教學和智能控制研宄?；穑撼Ｖ萑藢W懷德學院產(chǎn)學研基金資助(CDIIJZ1509003)1引言許多工業(yè)系統(tǒng)因其固有的不確定性和非線性特性，難以建立確切的數(shù)學模型，使傳統(tǒng)控制理論在應用于實踐時遇到了前所未有的網(wǎng)難.另一方面，由于各種干擾的存在，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)乃至參數(shù)都可能發(fā)生變化，因此即使依靠過程先驗信息離線辨識得到丫系統(tǒng)的模型，也難免存在模型失配的問題。近年來發(fā)展起來的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為解決復雜非線性系統(tǒng)的控制開辟了一條新路。本文針對一類非線性不確定系統(tǒng)，提出了一種新的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補償?shù)淖赃m應獸棒控制方案。通過

3、系統(tǒng)的已知動態(tài)特性設(shè)計一個穩(wěn)定的反饋控制器，利用祌經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近非線性因素，從而消除系統(tǒng)不確定性的影響。權(quán)重自適應修正規(guī)則是基于Lyapunov理論實現(xiàn)，從而能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2不確定非線性系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案考察具有如下形式(Brunorskycanonicalform)的狀態(tài)方程:Xi—XX2—X3螫螫螫—f(x)+g(x)u+d.少=A(t)為干擾，f,g為這里，沖)M么?…，'］表示狀態(tài)向量，d充分光滑非線性函數(shù)。對理想輸出y、，需要設(shè)計,u，定義期望軌跡。使沖＞%跟蹤并達到足夠的精度，^(O=[.yrfy

4、入輔助誤差這里，=Are并選取合適的彳對r求導得:r=fM+gWti+

5、，是理想常數(shù)權(quán)重，e是逼近誤差。一般情況下，理想權(quán)重W是未知的，在控制器設(shè)計中必須進行估算。令、是W的估計值，權(quán)重誤差則可以表示為。W(4)=w-r不妨設(shè)計控制方案為：Z/=MC=g(x)K>0這里v即為正定矩陣，U,為獸棒控制項代入誤差方程^.r=-A>+/+//r+fZ攀???Tr=-K^r+Hz(p(x)+r/+￡：+Mr(i)結(jié)論1:若對誤差閉環(huán)系統(tǒng)(1),祌經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重調(diào)節(jié)法則和魯棒控制項:AW=F(p{x)r-vkFrW=-(^+^)sgn(r)閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的。證明：定義Lyapunov函數(shù):￡4，，4^r/r_,w/)

6、A~~八求導，并考慮到，'把⑴和(2)代入：—k-乂誦(Dikii2+MI(么sgn(r)(^+f)+峰

7、S(-UA)Ull絡(luò)參數(shù)所調(diào)以節(jié)，糊卜小?，當時，L〈0，從而閉環(huán)系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的，同時網(wǎng)3仿真實例由于機器人的變化是高度非線性的，可能含不確定因素，如摩擦。我們可以用兩個剛性連接機器人來驗證提出的方案的有效性。其動態(tài)模型如下：U^G(g)+F(^)*r(/戶r⑺，^m2卜2":w2cos/j+/j/jzimcosq2/2W2+Z,/2/w2cosqr：/;”，2+0.5^?)sing2/,/:m2?fSing2/}(??,+m：]g00

8、S9,+/;m2cos(q?分2)l：m：gCK{q，q:iF(々產(chǎn)[I2々,+0.5sgn(么)l2

9、非線性系統(tǒng)祌經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接自適應控制方法。祌經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬近似不確定性及未知非線性函數(shù)，使用魯棒控制詞來補償逼近誤差。以Lyapunov函數(shù)為棊礎(chǔ)設(shè)計，自適應規(guī)則保證閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定和軌跡誤