[發明專利]未知執行器死區切換系統的有限時間指定性能控制算法

在審

• 申請號: 201811601608.4
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109581873A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 王紅杰;王新君;沈飛;殷興輝;平學偉
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種未知執行器死區切換系統的有限時間指定性能控制算法。通過引入一種新的有限時間性能函數(FTPF)，首次針對考慮的系統提出了有限時間指定性能控制(FTPPC)算法，包括如下步驟：首先考慮了一類切換非線性系統，采用具有自適應律的徑向基(RBF)神經網絡處理系統中含有的完全未知非線性函數，接著將共同的Lyapunov函數與自適應反步技術相結合，設計了有限時間自適應跟蹤控制器。本發明首次針對切換系統提出了自適應有限時間跟蹤控制器，同時考慮了含有未知非對稱執行器死區，與現有的自適應有限時間控制器相比，本發明中有限時間可以任意選擇，而且考慮了自適應有限時間跟蹤問題，相比自適應有限時間穩定控制結果更為普遍。

技術領域

本發明涉及一類切換系統自適應神經網絡控制算法，尤其涉及一類具有未知非對稱執行器死區的非嚴格反饋切換非線性系統的自適應有限時間指定性能跟蹤控制算法，具體為未知執行器死區切換系統的有限時間指定性能控制算法。

背景技術

切換系統作為一種典型的混雜系統，由于許多實際系統都可以用網絡系統、機器人系統和擺系統等多模式系統來描述，近年來得到了廣泛的關注。目前設計的分散自適應控制方法大部分基于無限時間穩定性的控制問題，雖然提出了一些自適應的神經模糊有限時間控制，但是所設計的控制方案需要滿足匹配條件，使得控制器的設計變得復雜。

另一方面，死區特性是許多實際系統中經常遇到的非常常見的物理現象。迄今為止，對于具有死區非線性的切換非線性系統，關于自適應有限時間跟蹤控制的研究還不多見。因此設計一套帶執行器死區的切換非線性系統的自適應有限時間跟蹤控制算法具有重要的現實意義和理論意義。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種未知執行器死區切換系統的有限時間指定性能控制算法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

未知執行器死區切換系統的有限時間指定性能控制算法，包括以下步驟：

步驟1，構建切換系統非線性模型，定義非對稱死區線性問題；

步驟2，引入有限時間性能函數；

步驟3，定義系統誤差函數；

步驟4，設計虛擬控制器、自適應律和實際控制器，驗證所述控制算法。

優選地，步驟1中，所述切換系統非線性模型包括：

y＝x₁

其中，x＝[x₁,x₂,...,x_n]^T是系統狀態，y∈R是系統輸出，σ(t):[0,∞)→M＝{1,2,...,m}是切換信號，v_σ(t)是執行器的輸出，i＝1,2,...,n和k∈M:g_i,k(·),f_i,k(·)是局部Lipschitz參數未知光滑非線性函數。

優選地，步驟1中，所述非對稱死區線性問題定義為：

其中，m_rk,m_lk＞0是死區特征的左斜率和右斜率，b_rk,b_lk＞0是輸入的非線性斷點，v_k,u_k是執行器的輸出和輸入。

優選地，步驟2中，所述有限時間性能函數定義為：

其中設計參數T_f表示任意小的常數。