一种非线性系统自适应跟踪控制器设计

摘要： 为了处理闭环系统遇外界强干扰时出现不稳定的问题，提出一种非线性系统自适应跟踪控制设计方案该设计方法。主要利用比例和积分结构，这种结构将系统中不确定项由单位分解逼近，同时这种结构的鲁棒跟踪控制器也使系统在干扰波动影响下保持很好的跟踪效果。其结果使闭环系统所有的状态与跟踪误差收敛到原点的一个很小的范围，通过仿真实验表明这种控制器设计可行并且有效。

关键词： 单位分解； 非线性系统； PI控制； 模糊逻辑； 自适应跟踪控制器

中图分类号： TN911?34； TB18 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）06?0007?03

0 引 言

自适应控制的基本思想是：在控制系统的运行过程中，系统本身不断地测量被控系统的状态、性能和参数，从而认识或掌握系统当前的运行指标并与期望的指标相比较，进而做出决策，来改变控制器的结构、参数或根据自适应规律来改变控制作用，以保证系统运行在某种意义下的最优或次优状态。自适应控制系统主要由控制器、被控对象、自适应器及反馈控制回路和自适应回路组成。与常规的反馈控制系统比较，自适应控制系统有三个显著特点：控制器可调，增加了自适应回路，适用对象。因设计的原理和结构的不同，自适应控制系统大致可分为如下几种主要形式：变增益控制、模型参考自适应控制系统、自校正控制系统。本文研究针对非线性控制中出现的一些问题，提出一种基于单位分解的变结构自适应控制，利用单位分解作为万能逼近器的设计思想逼近非线性系统的未知函数，有效地减少自适应律个数和解决系统变量个数增加而导致的维数灾难问题。这种设计方法一方面有效抵消的外部干扰，另一方面也较好解决了传统模糊自适应控制带来的维数灾难问题。

1 问题描述

4 结 语

本文针对传统模糊自适应控制的维数灾难问题，提出了一种基于单位分解的的自适应控制方案。方案选用单位分解逼近非线性系统中的不确定项，用较少的开覆盖完成控制目标，是自适应机构在一定程度上得到简化，节省了控制算法的计算量。同时，该控制方法解决了由于变结构控制带来的抖动问题，以及有效地抵抗了外部干扰。倒立摆控制的仿真结果表明了所提出方案的实用性和有效性。

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