不确定三角结构非线性切换系统的模糊自适应优化控制

For a class of uncertain triangular structure nonlinear switched systems, and the uncertain triangular structure nonlinear switched systems contained the nonsmooth inputs (The phenomenon such as dead zone, input saturation, backlash-like hysteresis) and the stochastic disturbance, this project will utilize the fuzzy logic systems to model and learn the considered systems. Under the framework of the fuzzy adaptive control, optimal control and nonlinear switched control theories, this project will study fuzzy adaptive optimal control design methods, the fuzzy adaptive robust optimal control algorithms which can attenuate the effects of nonsmooth nonlinearity inputs or the stochastic disturbance on the control performance. Finally, based on the switched Lyapunov function theory and dynamic programming theory, this project will also study the problems of stability and convergence. Therefore, the research results of this project will further develop fuzzy adaptive control, and have important theoretical significance and potential application values.

本项目针对不确定三角结构的非线性切换系统、存在非光滑输入环节（死区、输入饱和以及迟滞等现象）的不确定三角结构的非线性切换系统以及存在随机扰动的不确定三角结构的非线性切换系统，应用模糊逻辑系统对被控系统建模与学习，在模糊自适应控制、优化控制和非线性切换控制等理论的框架下，研究模糊自适应优化控制的设计方法；研究具有抑制非光滑输入环节和抑制随机扰动的模糊自适应鲁棒优化控制的设计方法；基于切换李雅普诺夫稳定理论和动态规划理论，研究上述闭环系统的稳定性和收敛性等理论问题。因此，本项目的研究对进一步发展模糊自适应控制理论具有重要的理论意义和潜在的应用价值。

针对一类具有严格反馈结构的带有未知时滞，死区，量化输入，以及执行器故障等不确定非线性大系统，以及具有非严格反馈结构带有约束的切换非线性复杂系统，应用模糊控制理论对非线性系统进行建模和设计，研究相应基于模糊逻辑系统的滤波状态观测器的设计方案；基于有限时间理论、backstepping设计方法、李亚普诺夫稳定理论、伊藤引理、自适应动态规划理论和最优控制理论，研究模糊自适应控制器设计方案和闭环系统的稳定性和有界性的分析证明。取得了较有价值的理论成果，丰富了模糊控制理论在非线性复杂系统中的应用方法，为实际工业背景下的控制系统提供了有力的理论依据与新的设计思想。