复杂非线性严格反馈互联系统的自适应模糊控制

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1、硕士学位论文复杂非线性严格反馈互联系统的自适应模糊控制ADAPTIVEFUZZYCONTROLFORCOMPLEXNONLINEARSTRICT-FEEDBACKINTERCONNECTEDSYSTEMS马敏哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TP273.4学校代码：10213国际图书分类号：681.5密级：公开工学硕士学位论文复杂非线性严格反馈互联系统的自适应模糊控制硕士研究生：马敏导师：邱剑彬教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP273.4U.D.C:681.5

2、DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringADAPTIVEFUZZYCONTROLFORCOMPLEXNONLINEARSTRICT-FEEDBACKINTERCONNECTEDSYSTEMSCandidate：MaMinSupervisor：Prof.QiuJianbinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlscienceandengineeringAffiliation：SchoolofAeronauticsDateofDefence：June,20

3、18Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要由于科学水平的提高，实际系统变得越来越复杂，传统的多输入多输出（MIMO）系统模型已经不能真实的反映系统的状态，考虑到非线性互联系统普遍存在，同时被控对象具有模型不确定性的情形也具有一般性，因此本文研究了一类复杂非线性互联系统的自适应模糊控制。本文的主要内容如下：（1）对于一类含有输入时滞的非线性互联网络化大系统，首先，定义了一个由控制信号积分值构成的滤波误差变量，该变量在与跟踪误差变量具有等效性的同时补偿了输入时滞的影响，因此，可

4、以把对跟踪误差的分析可以转化为对滤波误差的分析；其次，运用模糊逻辑系统的“万能逼近”特性逼近互联大系统每一个子系统中的未知非线性函数；然后，设计自适应模糊分散控制器，并通过Lyapunov定理选择合适的Lyapunov函数，并证明了闭环系统的稳定性及所有系统变量的有界性；最终，通过数值仿真证明了所提出方法的有效性。（2）对于一类含有执行器故障的非线性互联切换大系统，首先，选择了一个分段常值函数作为系统的切换信号；其次，考虑系统执行器发生卡死故障和失效故障的情形，在控制器设计过程中分别对两类故障进行补偿，使得系统维持在故障发生之前的稳定运行状态；然后，依据万能逼近定理选择合适的模糊逻

5、辑系统（FLS）逼近系统中的未知非线性函数，同时设计系统的自适应模糊Backstepping分散控制器，并依据Lyapunov定理选择合适的正定Lyapunov函数，证明系统的稳定性和所有相关变量的有界性；最终，通过MATLAB数值仿真验证所提出方法的有效性。（3）对于一类含有输入量化的非线性高阶多智能体系统，考虑到多智能体子系统之间存在信息传递且只有一部分子系统可以获取一致参考信号的具体信息，在反步法控制器设计过中，首先定义了一个与连接矩阵相关的误差变量，并通过引入附加的自适应参数对未知项进行估计。同时为了减小控制器信号变化频率、降低通讯成本，对控制器信号进行了量化处理，并在自适

6、应模糊Backstepping分布控制器设计过程中对其进行补偿以减小系统性能的下降。最终，选择合适的正定Lyapunov函数证明了系统的稳定性且得到闭环系统所有变量有界。通过MATLAB数值仿真验证所提出方法的有效性。关键词：自适应模糊控制；输入时滞；大系统；容错控制；高阶多智能体系统；输入量化-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractBecauseoftheimprovementofthescientifictechnology,theactualsystemsbecomemoreandmorecomplicated.Thetraditionalmultiple-inp

7、utmultiple-output(MIMO)systemmodelscannottrulyreflectthedynamicofthesystems.Consideringthatthenonlinearinterconnectedsystemswithsystemuncertaintiesareubiquitous,thispaperinvestigatestheadaptivefuzzycontrolforaclassofcomplicatednonlinear