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基于Backstepping设计的非线性系统自适应模糊输出反馈控制
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作者 贺向雷 佟绍成 《辽宁工业大学学报(自然科学版)》 2009年第6期359-366,共8页
对一类单输入单输出动态不确定非线性系统,提出一种模糊自适应Backstepping和动态信号相结合的输出反馈控制方法。设计中,首先用模糊逻辑系统逼近未知非线性函数,然后引入模糊自适应观测器估计系统的状态。其次把模糊自适应控制和Backst... 对一类单输入单输出动态不确定非线性系统,提出一种模糊自适应Backstepping和动态信号相结合的输出反馈控制方法。设计中,首先用模糊逻辑系统逼近未知非线性函数,然后引入模糊自适应观测器估计系统的状态。其次把模糊自适应控制和Backstepping控制设计技术相结合,给出了基于观测器的模糊自适应输出反馈控制设计方法。最后基于Lyapunov函数和动态信号证明了整个闭环系统的稳定性,同时使得输出收敛到原点的一个较小区域内。仿真实例进一步验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 非线性系统 动态不确定 自适应模糊控制 BACKSTEPPING设计 输出反馈控制
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基于浸入与不变方法的航空发动机输出反馈控制
2
作者 洪兴奎 曹冠真 +1 位作者 谭湘敏 秦绍坤 《热力透平》 2025年第1期1-7,共7页
航空发动机状态反馈控制器的设计要求中,转速、推力等状态信息可测,但实际工程中却存在状态信息不可测和模型参数不确定的情形。基于浸入与不变方法,提出了一种航空发动机输出反馈自适应控制方法,该方法包含一个浸入与不变参数估计器、... 航空发动机状态反馈控制器的设计要求中,转速、推力等状态信息可测,但实际工程中却存在状态信息不可测和模型参数不确定的情形。基于浸入与不变方法,提出了一种航空发动机输出反馈自适应控制方法,该方法包含一个浸入与不变参数估计器、一个浸入与不变状态观测器和一个输出反馈反步控制器。首先,利用估计的模型参数,设计浸入与不变观测器来观测未知状态;然后,利用模型输出结果和观测到的状态,设计浸入与不变自适应参数估计器,以估计模型参数;最后,结合模型输出结果、状态观测结果和参数估计信息,设计输出反馈反步控制器,实现航空发动机给定输入指令的跟踪控制。利用Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性,并基于T-MATS航空发动机非线性仿真平台,验证了所提出方法的有效性。研究成果可为航空发动机输出反馈自适应控制提供参考。 展开更多
关键词 航空发动机 输出反馈 浸入与不变 自适应控制 非线性系统
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无人机非线性非仿射飞控系统的自适应模糊H_∞输出反馈控制及其应用 被引量:1
3
作者 常勇 卢广山 姜长生 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期99-103,共5页
研究了非仿射非线性系统的模糊自适应H∞输出反馈跟踪。在非仿射非线性模型不确定或未知的情况下,首先将非仿射系统展开为仿射系统的形式,使用模糊自适应控制器对系统进行控制,然后基于Lyapunov稳定性定理得出自适应律,并通过解一个代数... 研究了非仿射非线性系统的模糊自适应H∞输出反馈跟踪。在非仿射非线性模型不确定或未知的情况下,首先将非仿射系统展开为仿射系统的形式,使用模糊自适应控制器对系统进行控制,然后基于Lyapunov稳定性定理得出自适应律,并通过解一个代数Riccati方程实现了H∞跟踪性能。在状态不可测情况下,引入高增益观测器估计系统状态并设计了输出反馈控制器,实现了系统的输出反馈控制性能。最后,通过对无人机飞行控制的仿真验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 自适应模糊 非仿射非线性系统 H∞ 输出反馈 高增益观测器
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基于高增益观测器的SISO非线性系统模糊自适应输出反馈控制 被引量:2
4
作者 任长娥 佟绍成 《辽宁工业大学学报(自然科学版)》 2011年第2期71-80,共10页
针对一类状态不可测的SISO非线性不确定系统,提出一种新的模糊自适应Backstepping输出反馈控制,利用模糊逻辑系统逼近未知非线性函数,设计模糊自适应高增益观测器对系统未知状态进行观测,利用模糊自适应Backstepping控制方法设计模糊自... 针对一类状态不可测的SISO非线性不确定系统,提出一种新的模糊自适应Backstepping输出反馈控制,利用模糊逻辑系统逼近未知非线性函数,设计模糊自适应高增益观测器对系统未知状态进行观测,利用模糊自适应Backstepping控制方法设计模糊自适应输出反馈控制器。通过理论分析证明了闭环系统是半全局一致最终有界的;观测误差和跟踪误差都分别收敛到零的一个小邻域内。 展开更多
关键词 非线性系统 高增益观测器 模糊自适应控制 Backstepping输出反馈控制
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基于观测器的单输入单输出非线性系统的模糊自适应输出反馈控制
5
作者 姜英华 朱延枫 《辽宁工学院学报》 2004年第1期4-7,共4页
在假设系统状态不可测的条件下针对一类单输入单输出非线性系统提出了直接模糊自适应滑模控制方案。其主要特点是(i)不需要假设非线性系统的用于反馈的所有状态都是可测的,而是引入观测器来估计它们。(ii)保证了闭环系统的稳定性和跟踪... 在假设系统状态不可测的条件下针对一类单输入单输出非线性系统提出了直接模糊自适应滑模控制方案。其主要特点是(i)不需要假设非线性系统的用于反馈的所有状态都是可测的,而是引入观测器来估计它们。(ii)保证了闭环系统的稳定性和跟踪误差的收敛性。 展开更多
关键词 观测器 单输入单输出 非线性系统 模糊自适应控制 稳定性 跟踪误差 滑模控制
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一类不确定离散切换模糊时滞系统的鲁棒输出反馈控制 被引量:12
6
作者 刘毅 冯佳昕 赵军 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期13-16,共4页
针对状态不可观测的情况,重构系统状态,提出了一类不确定离散切换模糊时滞系统的鲁棒镇定问题.考虑每个切换子系统都是模糊系统的切换系统模型,利用切换技术,对于系统状态采用多Lyapunov函数方法,对于观测器误差采用共同Lyapunov函数方... 针对状态不可观测的情况,重构系统状态,提出了一类不确定离散切换模糊时滞系统的鲁棒镇定问题.考虑每个切换子系统都是模糊系统的切换系统模型,利用切换技术,对于系统状态采用多Lyapunov函数方法,对于观测器误差采用共同Lyapunov函数方法,给出了切换律设计.利用平行分布补偿算法(PDC),给出了基于观测器的切换模糊反馈控制器设计,使得闭环系统对所有允许的不确定性,在所设计的反馈控制器和切换律下具有鲁棒性.最后通过数值仿真例子验证了该设计方法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 切换模糊系统 鲁棒控制 模糊输出反馈 LYAPUNOV函数
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基于神经网络的机械臂自适应输出反馈控制设计 被引量:7
7
作者 贾鹤鸣 宋文龙 +1 位作者 郭少彬 杨立新 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期427-433,共7页
研究了机械臂的位置跟踪问题,提出了基于神经网络的自适应输出反馈控制方法.该方法无需系统精确的数学模型,适用于具有非线性不确定性和外界干扰的机械臂控制系统.设计的控制器由三部分组成:基于动态补偿器的输出反馈控制项、神经网络... 研究了机械臂的位置跟踪问题,提出了基于神经网络的自适应输出反馈控制方法.该方法无需系统精确的数学模型,适用于具有非线性不确定性和外界干扰的机械臂控制系统.设计的控制器由三部分组成:基于动态补偿器的输出反馈控制项、神经网络自适应控制项和鲁棒控制项.神经网络的权值自适应学习率由Lyapunov稳定性理论得出.仿真结果表明设计的控制器能驱动机械臂精确跟踪期望的位置,验证了该控制方法的有效性. 展开更多
关键词 机械臂 位置跟踪控制 输出反馈 神经网络自适应
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基于模糊基函数网络的机械臂免模型输出反馈PD控制 被引量:5
8
作者 张文辉 齐乃明 李运迁 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期163-170,共8页
针对无速度信息的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种带观测器的机械臂免模型模糊基函数网络输出反馈PD控制。所设计的模糊基函数网络被用来估计关节速度,并同时用来补偿系统的未知不确定。网络的权值及参数调整采用混合算法,且能够在... 针对无速度信息的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种带观测器的机械臂免模型模糊基函数网络输出反馈PD控制。所设计的模糊基函数网络被用来估计关节速度,并同时用来补偿系统的未知不确定。网络的权值及参数调整采用混合算法,且能够在线自适应实时调整,不需要离线学习阶段。所提出的观测器及控制器均不需要任何的机械臂动态模型(包括惯性矩阵逆),并通过引入PD控制使整个方案更易工程实现。基于Lyapunov理论证明了整个闭环系统一致最终有界。两关节机械臂试验结果进一步证明了这种基于观测器的反馈控制算法的有效性。 展开更多
关键词 机械臂 观测器 输出反馈控制 模糊基函数 自适应控制 李亚普诺夫理论
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一类不确定非线性系统的适应输出反馈控制 被引量:7
9
作者 陈卫田 施颂椒 张钟俊 《数学物理学报(A辑)》 CSCD 北大核心 1998年第2期140-148,共9页
针对一类存在有界干扰的线性参数化非线性系统,给出了一种新的适应输出反馈控制器.该控制器能保证闭环控制系统所有信号的全局有界性.该文将现有的非线性适应输出反馈控制方面的结果,从无扰动情形推广到了存在有界干扰的情形.仿真... 针对一类存在有界干扰的线性参数化非线性系统,给出了一种新的适应输出反馈控制器.该控制器能保证闭环控制系统所有信号的全局有界性.该文将现有的非线性适应输出反馈控制方面的结果,从无扰动情形推广到了存在有界干扰的情形.仿真结果用来说明所设计控制器的有效性. 展开更多
关键词 全局有界 不确定非线性系统 适应输出反馈控制
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考虑输出约束和输入饱和的弹仓自适应控制 被引量:2
10
作者 鲍丹 卫俞凯 +1 位作者 金鑫 侯保林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期789-797,共9页
针对存在参数不确定性和外部扰动的某链式回转弹仓的位置跟踪控制问题,提出一种自适应控制方案。该方案基于神经模糊系统(Neuro-Fuzzy System,NFS)、非线性扰动观测器(Nonlinear Disturbance Observer,NDO)及障碍Lyapunov函数(Barrier L... 针对存在参数不确定性和外部扰动的某链式回转弹仓的位置跟踪控制问题,提出一种自适应控制方案。该方案基于神经模糊系统(Neuro-Fuzzy System,NFS)、非线性扰动观测器(Nonlinear Disturbance Observer,NDO)及障碍Lyapunov函数(Barrier Lyapunov Function,BLF),在实现高精度控制的同时满足输出约束和输入饱和的工程条件。通过BLF的设计,保证弹仓的位移跟踪误差约束在给定范围内。结合神经网络的函数逼近能力和模糊逻辑系统的推理能力,用于估计系统中的不确定性,减小对模型的依赖;两者结合的NFS作为NDO的一部分,进一步补偿估计误差和外部扰动,提高控制性能。此外,控制器设计考虑了运动过程中的执行器输入饱和问题。仿真结果表明,所设计的控制器在3种典型工况以及系统参数变化情况下均可实现弹仓的高精度位置跟踪控制,满足系统的约束条件。 展开更多
关键词 链式回转弹仓 自适应控制 神经模糊系统 输出约束 输入饱和
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一类具有有界扰动的非线性系统的输出反馈自适应控制 被引量:6
11
作者 黄长水 阮荣耀 《数学物理学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2000年第3期405-413,共9页
该文考虑一类具有有界干扰和未知参数的非线性系统(1),设计出一种用于输出跟踪的输出反馈鲁棒自适应控制器.该控制器能保证闭环系统的全局稳定性,并且解决了ε-跟踪问题.仿真结果表明,所设计的自适应控制器具有良好的跟踪性能.
关键词 非线性系统 输出反馈 自适应控制 有界扰动
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一种不依赖状态估计的自适应输出反馈控制方法 被引量:3
12
作者 李爱军 王新民 沈毅 《电光与控制》 2003年第2期14-16,共3页
研究了一种不依赖状态估计的自适应输出反馈控制方法。首先引入伪控制信号使系统反馈线性化 ,然后设计一个线性动态补偿器和在线神经网络 ,自适应消除不确定性和建模所引起的误差。对一含有未建模动态的非线性系统的仿真结果表明 ,该控... 研究了一种不依赖状态估计的自适应输出反馈控制方法。首先引入伪控制信号使系统反馈线性化 ,然后设计一个线性动态补偿器和在线神经网络 ,自适应消除不确定性和建模所引起的误差。对一含有未建模动态的非线性系统的仿真结果表明 ,该控制方法能够消除系统的稳态误差 ,提高系统动态性能 。 展开更多
关键词 反馈线性化方法 非线性控制 自适应输出反馈控制方法 鲁棒性 在线神经网络
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基于输出反馈的切换模糊控制设计 被引量:3
13
作者 刘毅 赵军 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期9-12,共4页
针对状态不可测的切换模糊系统,提出一类切换模糊控制系统的输出反馈控制问题.根据切换技术和常用的平行分布补偿(PDC)控制器设计方法,给出了切换模糊观测器和切换模糊控制器设计,使用共同Lyapunov函数、单Lyapunov函数和多Lyapunov函... 针对状态不可测的切换模糊系统,提出一类切换模糊控制系统的输出反馈控制问题.根据切换技术和常用的平行分布补偿(PDC)控制器设计方法,给出了切换模糊观测器和切换模糊控制器设计,使用共同Lyapunov函数、单Lyapunov函数和多Lyapunov函数方法,研究了使闭环输出反馈控制系统渐近稳定的充分条件,同时设计可以实现系统全局渐近稳定的切换律.主要条件以矩阵不等式形式给出,具有较强的可解性.仿真结果表明设计方法的可行性与有效性. 展开更多
关键词 切换系统 模糊控制 模糊观测器 模糊输出反馈 LYAPUNOV函数
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半主动直接输出反馈滑模模糊控制电流变阻尼器减振研究 被引量:2
14
作者 蔡良斌 陈大跃 孙涛 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1931-1936,共6页
针对多层结构电流变阻尼器减振系统运动状态难以完全实时测量、外界扰动和系统参数摄动界限难以准确估计以及阻尼器连续可调的特点,提出了半主动直接输出反馈滑模模糊控制策略.它是利用滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择滑模梯度参数,... 针对多层结构电流变阻尼器减振系统运动状态难以完全实时测量、外界扰动和系统参数摄动界限难以准确估计以及阻尼器连续可调的特点,提出了半主动直接输出反馈滑模模糊控制策略.它是利用滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择滑模梯度参数,根据滑模到达条件和电流变阻尼器最大可控阻尼力设计输出反馈滑模模糊控制器,而可控屈服阻尼力对主结构做负功控制规则以保证主结构最佳减振.仿真分析表明,半主动滑模模糊控制电流变阻尼器减振效果明显. 展开更多
关键词 电流变阻尼器 半主动控制 直接输出反馈 滑模模糊控制
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基于动态输出反馈的时滞T-S模糊系统无源可靠控制 被引量:3
15
作者 王福忠 闫浩 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2016年第4期760-768,共9页
目的研究一类时滞T-S模糊系统执行器部件发生故障情况下动态输出反馈的无源可靠控制问题.方法运用Lyapunov稳定性理论、故障替换和线性矩阵不等式(LMI)方法研究了时滞T-S模糊系统的无源可靠控制.结果给出了动态输出反馈无源可靠控制器... 目的研究一类时滞T-S模糊系统执行器部件发生故障情况下动态输出反馈的无源可靠控制问题.方法运用Lyapunov稳定性理论、故障替换和线性矩阵不等式(LMI)方法研究了时滞T-S模糊系统的无源可靠控制.结果给出了动态输出反馈无源可靠控制器存在的充分条件,给出了控制器的设计方法,通过求解线性矩阵不等式可以获得输出反馈控制器的系数矩阵.结论采用所设计的可靠控制器,在执行器部件出现故障或状态不完全可测时,均能保证闭环时滞T-S模糊系统鲁棒稳定,保持原有的无源性能指标.最后通过求解数值算例,绘制出闭环模糊系统状态响应曲线,验证了所设计方法的有效性. 展开更多
关键词 时滞T-S模糊系统 动态输出反馈控制 无源可靠控制 线性矩阵不等式
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基于神经模糊系统的自适应前馈-反馈控制系统设计 被引量:2
16
作者 贾立 陶鹏业 邱铭森 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期435-441,共7页
在前馈控制器设计思想的启发下,提出了一种基于神经模糊系统的自适应前馈-反馈控制系统。该控制系统首先把非线性过程近似为一个线性的ARX模型和一个基于神经模糊系统的线性化误差模型(FNNM)组成的合成模型,把线性化误差模型的输出看作... 在前馈控制器设计思想的启发下,提出了一种基于神经模糊系统的自适应前馈-反馈控制系统。该控制系统首先把非线性过程近似为一个线性的ARX模型和一个基于神经模糊系统的线性化误差模型(FNNM)组成的合成模型,把线性化误差模型的输出看作可测量的"扰动",然后再引入前馈控制器,利用被控制过程的输入、误差模型的输出、线性ARX模型输出和系统输出值之间的误差以及被控制过程的合成模型的梯度信息对控制器参数进行在线调节,从而获得较好的控制结果。将提出的基于线性化误差模型的自适应控制系统用于简单不可逆放热反应的连续搅拌型化学反应器CSTR中,并与传统的PID控制器进行比较。仿真结果表明:这种基于神经模糊系统的自适应前馈-反馈控制器和PID控制器相比,能得到更快、更好的控制效果。 展开更多
关键词 神经模糊系统(FNN) 自适应前馈-反馈控制系统 线性化误差模型
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非线性参数系统的鲁棒自适应输出反馈控制 被引量:2
17
作者 刘玉生 李兴源 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期136-140,共5页
采用自适应非线性阻尼和变能量函数的方法来抑制参数和非线性不确定性、未知有界扰动和未建模动态的影响,并用高增益观测器来估计系统的状态。针对用输入输出模型描述的非线性参数系统提出的一种鲁棒自适应输出反馈控制法,不必对系统的... 采用自适应非线性阻尼和变能量函数的方法来抑制参数和非线性不确定性、未知有界扰动和未建模动态的影响,并用高增益观测器来估计系统的状态。针对用输入输出模型描述的非线性参数系统提出的一种鲁棒自适应输出反馈控制法,不必对系统的未知参数进行估计,也不必通过产生附加动态信号来抑制未建模动态。理论证明,所提方法保证闭环系统的所有信号一致有界,且通过选择适当的设计参数,可使跟踪误差任意的小。仿真结果例证了控制法的有效性。 展开更多
关键词 非线性参数系统 自适应控制 输出反馈 未建模动态 鲁棒性 稳定性
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通信受限下T-S模糊网络控制系统L_(1)动态输出反馈控制 被引量:1
18
作者 齐迹 李艳辉 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2023年第6期101-111,I0007,I0008,共13页
针对通信受限的非线性网络控制系统,为兼顾系统性能和节约利用网络资源,引入事件触发通信机制(ETCM),利用时延建模方法和并行分布补偿(PDC)技术,将连续控制系统建模为一个采样数据误差依赖的非线性网络化系统模型;构建保守性低的时滞依... 针对通信受限的非线性网络控制系统,为兼顾系统性能和节约利用网络资源,引入事件触发通信机制(ETCM),利用时延建模方法和并行分布补偿(PDC)技术,将连续控制系统建模为一个采样数据误差依赖的非线性网络化系统模型;构建保守性低的时滞依赖和模糊基依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函,给出增广系统稳定性和鲁棒性结果,得到鲁棒控制器存在的充分条件,提出一种基于线性矩阵不等式(LMIs)的事件触发参数,以及全局模糊L 1动态输出反馈控制器参数的协同设计方法。采用永磁同步电动机模型仿真验证,结果表明该设计方法可减少网络资源占用,达到闭环控制系统的性能要求。 展开更多
关键词 网络控制系统 T-S模糊模型 通信受限 L_(1)动态输出反馈控制 ETCM
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连续模糊随机系统的输出反馈控制器设计 被引量:1
19
作者 崔莉莉 杨志珍 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2003年第4期637-640,共4页
在具有范数有界不确定性的T-S连续模糊随机系统中,针对整个闭环模糊系统全局渐近稳定性以及每个模糊子系统的稳态状态协方差如何不超过给定上界性能指标约束的输出反馈鲁棒方差控制律设计问题进行了研究。不同于已有的基于线性矩阵不等... 在具有范数有界不确定性的T-S连续模糊随机系统中,针对整个闭环模糊系统全局渐近稳定性以及每个模糊子系统的稳态状态协方差如何不超过给定上界性能指标约束的输出反馈鲁棒方差控制律设计问题进行了研究。不同于已有的基于线性矩阵不等式(LMI)的设计方法,文章基于协方差配置理论与矩阵的广义逆理论,给出满足要求的输出反馈控制器的设计方案。 展开更多
关键词 连续模糊随机系统 输出反馈控制 协方差配置 矩阵广义逆 设计方案 稳定性 模糊推理 线性矩阵不等式
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一类基于高增益观测器的多输入多输出非线性时滞系统的自适应模糊动态面控制
20
作者 刘多宁 《辽宁工业大学学报(自然科学版)》 2012年第2期85-93,共9页
针对一类多输入多输出且状态不可测非线性时滞系统,提出了一种自适应模糊backstepping输出反馈控制方案。因为模糊逻辑系统的逼近性,利用其对未知函数进行逼近,设计高增益非线性模糊观测器估计不可测状态。并结合自适应backstepping技... 针对一类多输入多输出且状态不可测非线性时滞系统,提出了一种自适应模糊backstepping输出反馈控制方案。因为模糊逻辑系统的逼近性,利用其对未知函数进行逼近,设计高增益非线性模糊观测器估计不可测状态。并结合自适应backstepping技术和动态面控制技术,提出了自适应模糊backstepping输出反馈控制策略。证明了系统中所有信号都一致有界,此外,选择适当的参数能够保证跟踪误差和观测误差收敛到很小的一个领域内。通过仿真验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 非线性多输入多输出时滞系统 自适应模糊输出反馈控制 动态面技术:高增益状态观测器
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