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1、带扰动离散非线性系统的小波自适应滑模控制张晓宇,等带扰动离散非线性系统的小波自适应滑模控制WaveletAdaptiveSlidingModeControlforDiscreteNonlinearSystemswithDisturbances张晓宇陈文卓(华北科技学院电子信息工程学院,北京101601)摘要:在实际控制系统中,非线性、未建模动态和外扰经常是不可估计或无法测量的。采用小波网络(WN)设计动态未知的离散非线性系统智能自适应滑模控制(ASMC),应用WN构造滑模控制律的等价控制,使用合适的自适应律在线调节网络参数。系统的滑
2、模能够保证在有限时间到达切换带,所得到的闭环系统是渐近稳定的。通过扰动分析表明,所设计的控制器具有较强的鲁棒性。基于倒立摆试验系统的仿真及应用研究证明了其可行性和有效性。关键词:离散非线性系统多变量系统小波网络滑模控制自适应中图分类号:TP273文献标志码:ADOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201505001Abstract:Inpracticalcontrolsystems,unusually,thenon-linearity,theunmodeleddynamics,andexternaldi
3、sturbancesareimmeasurableandcannotbeestimated.Thustheintelligentadaptiveslidingmodecontrol(ASMC)basedonwaveletnetwork(WN)hasbeendesignedfordynamicunknowndiscretenonlinearsystem.TheequivalentcontrolofSMCisconstructedbyWN,thenetworkparametersaretunedonlinebyappropriatead
4、aptivelaws.Theslidingmodeofthesystemcanreachtheswitchingzoneinlimitedtime;theclosedloopsystemobtainedisasymptoticallystable.Thedisturbanceanalysisindicatesthatthecontrollerdesignedstillpossessesstrongerrobustness.Thesimulationbasedonexperimentalsystemoftheinvertedpendu
5、lumandapplicationresearchverifyitsfeasibilityandeffectiveness.Keywords:DiscretenonlinearsystemMultiplevariablesystemWaveletnetworkSlidingmodecontrolAdaptive考虑非仿射非线性系统。0引言本文考虑将自适应小波网络及滑模控制推广至一滑模控制是非线性系统常用的综合方法之类带外部扰动的离散非仿射非线性系统。这样代表更[1-2]一。然而,当系统非线性动态未知时,滑模控制设广泛的实际工业过程或
6、被控对象,便于计算机实现。计就非常困难。此时,基于小波网络等价控制逼近就当对象模型动态未知时,利用小波网络逼近等价控制,[3-5]成为较好的辨识工具之一。然而许多小波网络的实现滑模控制综合,削弱滑模控制抖振,同时滑模控制[6-8]应用研究都是离线辨识或训练。对于控制系统来对匹配不确定性和干扰的鲁棒性仍然得以保存。说,需要能够实现在线辨识和逼近,或获得在线自适应1问题描述[9-12]逼近器,小波网络(waveletnetwork,WN)完全能够胜任。许多学者基于小波网络进行自适应滑模控制研考虑如下一类离散多变量非仿射非线性系统:[13
7、-26][13-15](r)究,如WaiRJ针对电机控制问题的研究,y=f(x,u)+d(x,k)(1)kkkk[16-17]T(r)XuJX对非线性系统的自适应滑模控制研究,王式中:y=[y,y,…,y]为系统输出向量;y=k1,k2,km,kk[18](r)(r)(r)T家军结合反推方法的感应电机控制研究,李毓洲、[y1,y2,…,ym]为输出向量各r阶前向量(i=1,1,k2,km,ki[19-20]潘劲等针对电机控制的研究以及其他诸多研2,…,m);r=[r,r,…,r]T为各相对阶,满足∑mr=12mi=1i[21-25]
8、究。然而这些工作都是针对连续系统,且都没有n;u=[u,u,…,u]T为系统输入向量;x=k1,k2,km,kkTTTTT国家自然科学基金青年科学基金资助项目(编号:61304024);[x1,k,x2,k,…,xn,k]=[y1,k
