一族含有零动态的非线性大系统分散自适应模糊控制方法与应用研究

针对现有非线性系统间接、直接、杂合自适应输出反馈智能控制器设计中假设条件保守、理论分析不当、控制器无法执行等问题，综合运用观测器、反步、改进H∞跟踪等技术研究一类含有零动态的非线性大系统及其仿射形式的分散间接、直接和杂合自适应输出反馈模糊控制方法。随后，考虑这类大系统含有未知输入增益符号、强关联、关联时滞的扩展形式，研究相应的分散自适应输出反馈模糊控制方法；推广这类大系统与其扩展形式到多输入多输出情形，研究分散间接、直接和杂合自适应模糊控制方法，并在同一分析框架下处理控制器的奇异性与瞬态响应问题。最后，将提出的分散输出反馈算法应用于自动公路系统车辆纵向跟随控制、搅拌釜反应器的温度控制、机器手（人）控制等工程问题，研究分散输出反馈智能控制器的设计和仿真实验。以上研究，理论上可以丰富、发展控制科学的诸多领域，构建一套非线性大系统智能控制理论，实践上可为求解一些工程控制问题提供新的技术和方法。

针对现有不确定非线性系统间接、直接、杂合自适应状态反馈、输出反馈智能控制器设计中存在假设条件过于保守、理论分析不当、控制器设计无法执行等问题，本项目综合运用观测器、反步、改进H∞跟踪等技术研究了一类含有零动态的非线性大系统及其仿射形式的分散间接、直接和杂合自适应输出反馈模糊控制方法。随后，考虑了这类大系统含有强关联、未知输入增益符号等的扩展形式，研究了相应的分散自适应输出反馈模糊控制方法；推广了这类大系统与其扩展形式到多输入多输出情形，研究了多变量非线性大系统分散间接自适应状态反馈、分散杂合自适应输出反馈模糊控制方法，并在同一分析框架下处理了控制器的奇异性与瞬态响应问题。最后，将提出的分散输出反馈模糊控制算法应用于自动公路系统车辆纵向跟随控制（搅拌釜反应器的温度控制、机器手控制等工程问题也可适用），系统研究了分散输出反馈智能控制器的设计和仿真实验。研究结果表明，提出的分散自适应模糊控制设计具有适用性更强、性能更加优越、设计更加合理等许多优点。另一方面，提出的自适应控制器都通过仿真实验验证了它们的有效性，它们能够成功完成既定的控制任务。. 本项目研究结果已经在国内外著名期刊上发表论文10余篇，其中SCI检索9篇，EI检索2篇，并即将出版基于项目研究成果的专著一本，还培养了研究生5名，达到了项目研究预期的目标。