基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性多模型自適應(yīng)控制

2015年02月14日14:53:42 本網(wǎng)站我要評論(2)字號：T | T | T

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摘要：針對一類非線性離散動態(tài)系統(tǒng)，設(shè)計了一個自適應(yīng)控制方案。為了保證在任意時刻均能為被控的動態(tài)系統(tǒng)選擇較好的控制器，方案基于輸入輸出數(shù)據(jù)為系統(tǒng)定義一個線性預(yù)測模型，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計能夠保證閉環(huán)系統(tǒng)所有信號有界的線性魯棒自適應(yīng)控制器，同時定義一個非線性預(yù)測模型，再基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一個旨在提高系統(tǒng)控制性能的非線性

自適應(yīng)控制器。通過比較2個控制器預(yù)測的系統(tǒng)輸出性能，設(shè)計合理的開關(guān)切換規(guī)則。控制方案能將系統(tǒng)穩(wěn)定性控制和性能優(yōu)化的控制分離并單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，使得系統(tǒng)能在保證穩(wěn)定性前提下，借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器良好的追蹤能力有效提高自適應(yīng)控制效果。較后通過仿真例子說明了系統(tǒng)穩(wěn)定和提高輸出追蹤效果可以同時得到保證。

關(guān)鍵詞：非線性系統(tǒng)；自適應(yīng)控制；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；多模型；開關(guān)轉(zhuǎn)換

中圖分類號：ＴＰ２７３　　　　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ

１引言

自上世紀(jì)90年代開始，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來研究自適應(yīng)控制已經(jīng)逐漸成為一個熱門的研究領(lǐng)域，并不斷有研究成果在各種學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表。對某些復(fù)雜動態(tài)非線性系統(tǒng)，常規(guī)自適應(yīng)控制已無法得到理想的控制效果，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制卻被證實(shí)有可能得到良好的辨識和控制效果［1］。石宇靜等就基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和多模型考慮了一類非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)廣義預(yù)測控制及廣義預(yù)測解耦控制方法，通過設(shè)計合理的切換機(jī)制在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性前提下改善系統(tǒng)性能［2-3］。

分析結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的非線性系統(tǒng)問題時采用的多是多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)［2-7］，但此類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和系統(tǒng)的非線性特性使系統(tǒng)穩(wěn)定性分析比較棘手，雖有文獻(xiàn)針對此類系統(tǒng)的穩(wěn)定性做過一定的分析，但多存在一定局限性，如選擇的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基于線性參數(shù)化［8-10］，或被控系統(tǒng)要求具有某一特定結(jié)構(gòu)［11］等。鑒于此，本文將通過使用多模型策略對系統(tǒng)進(jìn)行控制，以獲得較好的控制效果。

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