非仿射純反饋非線性系統的智慧型控制及確定學習研究

《非仿射純反饋非線性系統的智慧型控制及確定學習研究》是依託華南理工大學，由王敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：非仿射純反饋非線性系統的智慧型控制及確定學習研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王敏
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

非仿射純反饋非線性系統是一類具有代表性的非線性動態系統，有著廣泛的實際套用背景和理論研究意義。該類系統的控制及學習問題是當前控制領域研究的前沿課題之一。本項目擬發展新的智慧型控制方法，深入研究非仿射純反饋非線性系統的確定學習及跟蹤控制等問題。首先將針對非仿射純反饋非線性系統，通過結合均值定理、輸入狀態穩定、連續函式分離變數法等技術，提出基於backstepping設計的智慧型控制新方法。該方法擬放寬系統約束條件、簡化穩定性分析和降低線上調整參數個數；針對制約確定學習在複雜非線性系統學習問題研究上的瓶頸，擬提出解決在未知動態環境下非仿射純反饋非線性系統的知識獲取、表達和利用等問題的系統化研究方法，並結合動態模式識別提出一種基於模式的純反饋非線性系統智慧型控制新方法。本項目的特色在於降低純反饋非線性系統設計的保守性和提高系統的控制性能。本項目的研究將為解決實際工程問題提供新的設計思想和理論依據。

結題摘要

非仿射純反饋非線性系統是一類具有代表性的非線性動態系統，有著廣泛的套用背景和理論研究意義。該類系統的控制及學習問題是當前控制領域研究的前沿課題之一。本項目提出了一些有效的智慧型控制方法來解決該類系統的跟蹤控制及學習問題。主要研究內容包括：純反饋非線性系統的控制器設計、穩定性分析以及從穩定的閉環系統控制中實現知識的獲取、表達、存儲和再利用等問題。在上述研究內容中，通過結合均值定理、輸入狀態穩定、小增益定理、連續函式分離變數法、線上估計未知參數向量範數等技術，並通過引入相關互聯項，從而有效地解決了純反饋系統控制器設計過程中可能引起的控制器奇異、約束條件多、線上調整參數多、維數爆炸等問題。同時，通過結合確定學習理論、系統分解技術、一階濾波器、坐標變換等技術，提出了解決幾類非線性動態系統學習問題的系統化研究方法，並利用所學知識實現了高性能控制。本項目的研究結果為非線性系統的穩定性分析、控制器設計以及知識再利用等問題提供了新的分析工具和設計方法。項目的研究成果在機器人控制，電力系統控制，人體步態識別等諸多實際系統中有著廣泛的套用前景。