不确定非线性系统无辨识自适应控制研究

In the 1980’s, the pioneering works of Morse and Nussbaum, et. al , made non-identifier-based adaptive control a new area of research. In 1990’s, Krstic et. al proposed the tuning function design, which gradually became the mainstream in nonlinear control. Into the new century, however, the tuning function design failed in solving adaptive control problems with nonlinear parameterization. Therefore, there is a need for a deeper investigation into the non-identifier-based adaptive control of nonlinearly parameterized systems. Different from common design methods which depend on parameter estimation, non-identifier-based adaptive control tunes the control gain directly using control errors. Moreover, the dynamic order of non-identifier-based adaptive controller is identical to 1, which is minimal and very suitable for real application. .In this project, we want to solve the problems of smooth stabilization, λ-tracking, suppression of the unmodelled dynamics and noises, improve the transient performance for nonlinearly parameterized systems, with the idea of non-identifier-based adaptive control.

上世纪80年代，Morse, Nussbaum等人的开创性工作使得无辨识自适应控制成为新的研究领域。但随着Krstic等学者于上世纪90年代的研究工作，基于调整函数的非线性自适应控制逐渐成为主流设计方法。然而，进入新世纪后, 尤其在面对非线性参数化系统时，调整函数方法显得无能为力，因此人们有必要进一步深入研究无辨识自适应控制，以解决更复杂的控制问题。与主流自适应控制依赖参数估计不同，无辨识自适应控制是直接利用误差信号来自适应地调整控制器增益的一种控制思想。此外，无辨识自适应控制器动态阶数为1，十分适合实际应用。.本项目希望利用无辨识控制思想解决状态反馈和输出反馈条件下的非线性参数化系统的光滑镇定， λ-跟踪, 未建模动态和测量噪声的抑制,暂态性能优化等问题， 以建立相对完整的有关非线性参数化系统的无辨识自适应控制理论。

本项目主要研究不确定线性和非线性系统的无辨识自适应控制。具体内容包括：基于无辨识自适应控制方法，实现对于下三角非线性系统的全局状态反馈自适应控制，对于输出反馈型非线性系统的全局输出反馈自适应控制，对于一类具有下三角非线性增长率的系统的全局输出反馈自适应控制，对于具有不确定输入时延的线性系统的全局状态反馈自适应控制。本项目的研究目标是在基础理论方面，建立较为完备的关于不确定系统的无辨识自适应控制理论，并将理论应用于移动机器人的轨迹跟踪控制实验。本项目的研究不仅对完善和促进无辨识自适应控制理论有重要意义，也为实际中存在的具有大范围不确定性的被控系统的自适应控制问题提供了新的思路和方案。