基于模糊奇异摄动模型的直接型自适应控制器的设计
2011-08-27孙富春裴卫东
电光与控制 2011年11期
李 莉, 孙富春, 裴卫东
(1.天津师范大学计算机与信息工程学院,天津 300387;2.清华大学计算机科学与技术系人工智能重点实验室,北京 100084)
0 引言
由于存在强的柔性模态,带挠性附件航天器可以用含小摄动参数的多时标非线性系统进行描述。由于多时标系统中病态问题的存在,对其建模与控制比较困难。以往的处理方法通常是忽略较小的时间常数,对近似模型进行分析和综合[1-4]。这种方法实际上是仅对系统中呈慢变化部分的状态变量保留了小参数的零阶近似,而对系统中呈快变化部分的状态变量,不仅忽略了其小参数的高阶近似,也使得它在边界层内的值丢失了主要项,达到失真的程度。采用这种方法设计控制器,虽然能够降低控制器的阶次和简化其结构,但是往往不能满足系统的性能要求,甚至会导致闭环系统不稳定。
由于奇异摄动理论能够描述带有小参数的高阶微分方程,从20世纪60年代末到70年代初开始,用奇异摄动理论来研究、讨论多时标系统的分析和综合问题成为这一领域的主要方法并逐渐发展成熟。但是现有的控制策略都需要奇异摄动系统的模型已知,而且多用于线性系统,这在工业领域有时候很难达到。既然智能控制理论如模糊集和神经网络理论已经成功用于许多具有不确定性和建模误差的实际系统[5-6],它们同样可以用于模型部分或全部未知的奇异摄动系统控制中。
孙富春及其课题组最早提出了一种模糊奇异摄动模型并在此领域开展了一系列研究工作[7-9]。……
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