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基于后推法的不确定非线性系统的自适应神经网络控制

作　者: 任伟
导　师: 王强德
学　校: 曲阜师范大学
专　业: 运筹学与控制论
关键词: 非线性系统不确定神经网络 backstepping
分类号: TP183
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年来,对于非线性系统的控制设计的理论研究及其应用有了很大的发展,并取得了大量的研究成果.但由于现代的工程控制系统大都比较复杂,加上建模误差、参数时滞、未知参数、未建模动态、外界干扰等不确定性,使得现代控制理论中的许多结果在实际应用中不尽人意,因此不确定非线性系统的研究一直是人们研究的热点和难点.自适应理论作为一种不确定非线性控制策略,特别适用于控制复杂的不确定非线性系统.最近几年,随着非线性backstepping自适应技术和神经网络的发展,在不确定非线性控制系统的设计和分析中,基于backstepping方法的自适应神经网络控制问题,已引起人们的广泛关注,并成为神经网络控制领域中的一个新的研究方向.本文就此领域的相关问题展开研究.本人基于Lyapunov稳定性理论和backstepping方法以及神经网络控制理论,对一类单输入单输出不确定非线性的系统,提出了一种自适应神经网络backstepping控制方法.论文共包括五部分内容：第一章：介绍了所研究课题的背景知识,综述了非线性不确定系统自适应控制的研究现状和研究目的意义.第二章：介绍论文所涉及的基础理论,包括基本概念、主要定理、引理和重要方法.如Lyapunov稳定性理论,backstepping设计方法等,以及几个论文中多次用到的不等式.第三章：研究了一类单输入单输出不确定非线性系统,采用backstepping方法,设计了自适应神经网络控制器,实现了系统所有信号的有界以及跟踪误差的尽可能小.第四章：研究了一类具有控制方向的不确定非线性系统的,利用神经网络逼近原理,backstepping控制方法及Lyapunov稳定性理论,设计了自适应神经网控制器,实现了系统所有信号的有界以及跟踪误差的尽可能小.第五章：对全文进行了总结,并提出下一步研究的方向.

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-15
  1.1 研究的背景和意义  8-9
  1.2 不确定非线性控制系统概述  9
  1.3 神经网络控制  9-13
    1.3.1 神经网络控制的概述  9-11
    1.3.2 非线性系统自适应神经网络控制的发展和现状  11-13
  1.4 非线性系统的不确定性  13
  1.5 本文的主要工作  13-15
第二章预备知识  15-22
  2.1 LYAPUNOV稳定性理论  15-17
  2.2 BACKSTEPPING方法设计原理  17-20
  2.3 相关的引理及不等式  20
  2.4 本章小结  20-22
第三章基于BACKSTEPPING的不确定非线性系统的自适应神经网络控制  22-33
  3.1 引言  22
  3.2 问题描述  22-23
    3.2.1 非线性系统模型  22-23
    3.2.2 控制目标  23
    3.2.3 跟踪问题和误差  23
  3.3 自适应神经网络BACKSTEPPING控制器设计  23-30
    3.3.1 RBF神经网络  23-24
    3.3.2 设计步骤  24-30
  3.4 仿真实例  30-32
  3.5 结论  32-33
第四章具有未知控制方向的不确定系统的自适应神经网络控制  33-44
  4.1 引言  33
  4.2 问题描述  33-34
  4.3 自适应神经网络BACKSTEPPING控制设计  34-41
    4.3.1 Nussbaum函数  34-35
    4.3.2 RBF神经网络  35
    4.3.3 设计步骤  35-41
  4.4 仿真实例  41-43
  4.5 结论  43-44
第五章总结与展望  44-46
  5.1 全文总结  44
  5.2 研究展望  44-46
参考文献  46-49
致谢  49

基于后推法的不确定非线性系统的自适应神经网络控制

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