王永超, 张胜修, 曹立佳, 扈晓翔

(火箭军工程大学自动控制工程系, 陕西 西安 710025)



控制方向未知的输入受限非线性系统自适应模糊反步控制

王永超, 张胜修, 曹立佳, 扈晓翔

(火箭军工程大学自动控制工程系, 陕西 西安 710025)

针对一类输入受限控制方向未知的非线性系统,提出一种基于Lipschitz条件的自适应模糊反步控制器的设计方法。在控制器的设计过程当中,通过变换系统形式和采用Butterworth低通滤波器解决控制方向未知的问题;采用模糊系统对不确定非线性函数进行在线逼近;利用双曲正切函数和Nussbaum函数对系统输入饱和函数进行处理;将动态面法与反步法相结合解决“计算膨胀”的问题。运用Lyapunov理论分析证明设计的控制律能够使闭环系统所有信号半全局一致有界(semi-globallyuniformlyultimatelybounded,SGUUB)。该方法的有效性在一类通用的高超声速飞行器的攻角控制仿真中得到了验证。

输入受限;非线性系统;自适应模糊;反步法;高超声速飞行器

0　引　言

输入受限问题普遍存在于控制系统工作过程中。近年来,引起了广大学者的普遍关注。基于小波网络,文献[1]设计出了一种抗饱和自适应控制器。文献[2]针对线性自抗扰控制(linearactivedisturbancerejectioncontrol,LADRC)执行机构的饱和约束问题,提出了两种抗饱和补偿方案。文献[3]提出了一种针对控制受限问题的时变滑模控制方案。文献[4]提出了一种利用神经网络在线逼近补偿执行机构的饱和非线性智能自适应滑模控制方法。文献[5-6]利用双曲正切函数解决输入饱和受限问题,引入Nussbaum增益函数应对未知项,基于反步法设计出了鲁棒控制器。……