不确定随机非线性系统的自适应动态面控制研究

利用动态面控制技术，研究具有零动态和未建模动态的随机严格反馈和纯反馈非线性系统的自适应神经网络动态面控制；讨论存在非线性输入条件下的随机严格反馈和纯反馈非线性系统的自适应动态面控制；利用变结构控制技术和Nussbaum 函数性质，讨论增益符号已知、未知条件下的随机严格反馈和纯反馈非线性系统的自适应动态面控制；对于存在状态时滞或输出时滞的随机严格反馈和纯反馈非线性系统，利用神经网络逼近未知函数，利用动态面控制技术，研究随机自适应动态面控制，通过构造K滤波器，提出相应的随机输出反馈自适应动态面控制；研究每一个子系统均为纯反馈形式的结构相似随机耦合大系统的分散自适应动态面控制。此项研究拓展了动态面控制技术的应用范围，拓宽了随机自适应控制的研究领域，有效地减少建模变量和自适应调节参数的数目，弱化被控对象的假设条件，消除多种不确定性对控制系统的不利影响，具有重要的理论意义和应用价值。

本项目研究了不确定随机非线性系统的自适应动态面控制问题。对具有未建模动态的非线性系统及不确定随机输出反馈非线性系统，利用神经网络、模糊系统的逼近能力、运用Young’s 不等式及切贝晓夫不等式，并将动态面控制技术、后推设计、自适应控制、K-滤波器设计、变能量函数及输入状态稳定等方法有机结合，提出概率意义下有界稳定的随机自适应动态面控制的系统设计与分析方法。此项研究拓展了动态面控制技术的应用范围，拓宽了随机自适应控制的研究领域，有效地减少建模变量和自适应调节参数的数目，弱化被控对象的假设条件，消除多种不确定性对控制系统的不利影响，具有重要的理论意义和应用价值。具体结果如下：对一类具有未建模动态的严格反馈及纯反馈非线性系统，基于动态信号和李亚普诺夫函数两种方法刻画未建模动态，提出两种状态反馈自适应动态面控制方案；进一步，对具有未建模动态的耦合大系统，提出两种分散状态反馈自适应动态面控制策略；对具有未建模动态和未知增益符号的一类输出反馈非线性系统，提出两种输出反馈自适应动态面控制策略；对具有未建模动态的确定性输出反馈耦合大系统，提出集中和分散两种自适应动态面控制策略；对一类具有未建模动态输出反馈形式的随机非线性系统，分别利用动态信号、李亚普诺夫函数处理未建模动态，提出两种随机输出反馈自适应动态面控制方案；进一步，对一类具有动态不确定性及不可量测状态的随机耦合大系统，设计分散K-滤波器估计子系统的未知状态，根据观测器子系统，提出集中和分散两种随机输出反馈自适应动态面控制策略；对一类具有输入及状态未建模动态的非线性系统，引入规范化信号来约束输入未建模动态，提出一种输出反馈自适应动态面控制方案；对一类带有未建模动态和未知时变时滞的随机严格反馈非线性系统,提出一种后推自适应跟踪控制；研究了几类具有执行机构故障的容错控制问题。研究结果已在国内外学术期刊及重要学术会议上发表论文63篇，其中有22篇论文被SCI收录，有59篇论文被EI收录；已培养8名硕士研究生。