本文提出了基于观测器和命令过滤器的自适应模糊输出反馈控制策略,用于处理一类具有参数不确定性和未测量状态的严格反馈系统。以下是本文的知识点: 1. 不确定非线性系统:指的是系统中存在未知或变化的参数,或系统动态的非线性特性未知。不确定系统的研究是控制理论中的一个重要领域,因为实际系统中很难避免不确定因素的影响。 2. 严格反馈形式系统:这类系统具有特定的动态结构,可以分解为若干个单输入单输出(SISO)的子系统,并且每一级的输入都依赖于所有前一级的状态。 3. 模糊逻辑系统:用于近似未知的非线性函数。模糊逻辑系统通过模糊规则来模拟复杂的非线性系统行为,并可以处理系统中模糊的、不精确的信息。 4. 观测器设计:由于系统中存在未测量状态,因此需要设计模糊状态观测器来估计这些状态。观测器能够在没有直接测量某些系统状态的情况下,通过系统的输入和输出来估计状态。 5. 命令过滤器(Command Filter)和背步进控制(Backstepping Control):命令过滤器用于设计背步进控制策略,以避免背步进设计中复杂度的“爆炸”问题。背步进设计是一种系统化设计控制律的方法,适用于具有严格反馈结构的非线性系统。由于在传统背步进设计中,随着系统级数的增加,控制律的复杂性呈指数增长,因此引入命令过滤器来简化这一过程。 6. 自适应控制自适应控制策略能够在系统运行过程中根据系统行为调整控制器的参数。在本文中,自适应控制用于根据观测器的输出调整模糊逻辑系统,以补偿由于命令过滤器引起的误差。 7. 闭环系统信号的有界性保证:所提出的控制方法可以确保在闭环系统中的所有信号都有界,意味着系统的行为将被限定在一定的范围内,避免了不稳定现象的发生。 8. 控制方法的贡献:本文所提出的控制方法解决了两个主要问题,一是系统参数未知情况下的线性问题,二是背步进设计中复杂度的爆炸问题。而且该方法不需要直接测量系统的所有状态,这在实际应用中具有重要意义。 9. 工业应用:控制方法的提出,旨在为工业电子系统(如电机控制、飞行器控制等)提供更加精确、稳健的控制策略。 10. 参考文献:本文列举了相关的学术参考文献,这些文献对理解背步进方法以及相关控制理论的发展有着重要作用。 文中提到的“Backstepping”,“command filter”,“fuzzy control”,“observer”,和“output feedback control”等术语,均为控制科学与工程领域的核心概念和研究热点。通过这些关键词,可以看出本文的研究工作在控制理论的发展中处于前沿,具有创新性和实用价值。
2025-04-23 13:48:09 918KB 研究论文
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系统辨识与自适应控制是控制理论中的两个关键领域,它们在自动化、机器人技术、航空航天、过程控制等众多IT行业中有着广泛的应用。本压缩包文件包含的资源可能是一系列关于这两个主题的编程代码实例,旨在帮助学习者理解和实践相关算法。 系统辨识是通过收集系统输入和输出数据来构建数学模型的过程,这些模型可以描述系统的动态行为。在实际应用中,系统辨识通常涉及时间序列分析、最小二乘法、状态空间模型以及参数估计等技术。通过对系统进行建模,我们可以预测系统响应、优化性能或诊断故障。例如,对于一个工业生产线,系统辨识可以帮助我们理解机器的运行特性,以便于提高生产效率或预防设备故障。 自适应控制则是控制理论的一个分支,它允许控制器根据系统的未知或变化特性自动调整其参数。在自适应控制中,关键概念包括自适应律、参数更新规则和不确定性估计。自适应控制器的设计通常包括两个部分:一是固定结构的控制器,用于处理已知的系统特性;二是自适应机制,用于处理未知或变化的部分。例如,在自动驾驶汽车中,自适应控制系统能够实时调整车辆的行驶策略以应对路面条件的变化或驾驶环境的不确定性。 这个压缩包可能包含以下内容: 1. **源代码**:可能包含用各种编程语言(如Python、Matlab、C++等)实现的系统辨识和自适应控制算法,例如最小二乘法估计、卡尔曼滤波器、自适应PID控制器等。 2. **数据集**:可能提供了实验数据或模拟数据,用于测试和验证识别算法和自适应控制器的效果。 3. **教程文档**:可能包括详细的步骤说明,解释如何运行代码、解读结果以及如何将理论知识应用于实际问题。 4. **示例问题**:可能涵盖各种工程问题,如机械臂控制、过程控制系统的稳定性分析等,以帮助学习者深入理解这两个领域的应用。 通过学习和实践这些代码,学习者不仅可以掌握系统辨识和自适应控制的基本理论,还能提升编程和解决实际问题的能力。在IT行业中,这样的技能对于从事控制系统的开发和优化工作至关重要,无论是物联网(IoT)设备、智能机器人还是复杂的自动化生产线,都需要这样的技术来确保系统的高效、稳定运行。
2024-09-30 08:52:25 1.15MB 系统辨识
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一类输出受限非线性系统的输出反馈控制
2024-07-10 14:13:22 145KB 研究论文
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RBF神经网络自适应控制MATLAB仿真介绍了RBF神经网络的原理和方法,列举了很多的控制例子,并且给出了详细的MATLAB程序代码,按照代码可以复现书中的仿真程序。
2024-06-28 08:46:33 96.87MB matlab 神经网络
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2024-02-28 14:38:50 560KB 行业研究
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在本文中,提出了一种新颖的自适应鲁棒方法来对一类受执行器未建模动力学影响的柔性臂机器人进行建模和控制。 它显示了如何利用动态系统测量的实时信号来提高柔性机器人数学模型的准确性。 鉴于机器人手臂的弹性,柔性机械手具有被动和主动自由度。 非线性鲁棒控制器设计用于主动自由度,以使机器人在执行器存在未建模动力学的情况下能够遵循所需轨迹。 此外,表明在某些可行的条件下,为被动自由度设计了另一个非线性鲁棒控制器。 此外,为了将系统响应用于模型提取,提出了两个辅助信号,以提供足够的信息来从数字上提高系统动力学的准确性。 另外,在每种情况下都提出了两种自适应定律来更新两个引入的辅助信号。 结果,在主动自由度收敛到它们的期望轨迹之后,控制器控制被动自由度。 同时,从系统收集的用于更新辅助信号的信息提高了模型的准确性。 最后,给出了仿真结果以验证所提出控制器的性能。
2023-12-14 21:02:05 458KB 自适应控制 鲁棒控制 震动控制
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为了降低滤波参数对单相有源滤波器(APF)的补偿效果的影响,提出了基于超稳定理论的模型跟随控制策略。首先对非线性APF模型线性化,并把线性化后的模型等价由前向回路和反馈回路构成,根据超稳定性理论,反馈回路满足波波夫积分不等式,前向回路的传递函数严格正实,由此设计自适应模型跟随控制律。仿真结果表明所提控制策略较PI控制的补偿效果更好,不仅可以有效消除电网谐波电流,而且具有更强的参数抑制能力。
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倒立摆是不稳定的非最小相位系统,其H∞输出反馈缺乏鲁棒性。用带宽设计的观点分析了不稳定非最小相位对象的控制难点,指出非最小相位的控制要求系统的带宽要窄,而不稳定对象的控制则要求带宽要宽。提出用一个宽带宽的回路对不稳定动态部分进行镇定,再对只具有非最小相位的回路设计一个窄带宽的控制器。通过仿真表明,这样的设计具有良好的鲁棒性。
2023-04-27 11:21:39 237KB 自然科学 论文
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