[发明专利]一种不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法

说明书

本发明提供了不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法，涉及智能控制技术领域。本发明提供一种不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法，包括：根据不确定因子、系统轨迹和控制关系建立不确定非线性系统模型；根据所述不确定非线性系统模型定义所述不确定非线性系统的跟踪误差；定义所述不确定非线性系统的价值评估函数；根据所述不确定非线性系统的价值评估函数设计所述不确定非线性系统的有限时间轨迹跟踪控制器，使所述不确定非线性系统的价值评估函数最优；根据所述有限时间轨迹跟踪控制器对不确定非线性系统进行跟踪控制。本发明综合考虑了有限时间收敛和最优控制，具有收敛快、精度高、抗干扰鲁棒性好等优点。

技术领域

本发明涉及跟踪控制技术领域，具体而言，涉及一种不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法。

背景技术

神经网络因其较强的适应性特点而成为自适应控制领域的研究热点，在比较热门的优化控制领域也有着广泛应用和推广。现有的优化控制算法研究工作已经取得丰硕成果，在工程领域的应用和推广也取得了一定进展。但是对于非线性系统中，通常存在较多的不确定干扰项，对于非线性系统的跟踪控制，往往采用无限时间的跟踪控制方法，抗干扰能力低，从而导致跟踪控制的不准确性。

发明内容

本发明解决的问题是针对不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法进行优化，解决上述技术问题中的至少一个。

为解决上述问题，本发明提供一种不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法，包括：

根据不确定因子、系统轨迹和控制关系建立不确定非线性系统模型；

根据所述不确定非线性系统模型定义所述不确定非线性系统的跟踪误差；

根据所述不确定非线性系统模型和所述跟踪误差定义所述不确定非线性系统的价值评估函数；

根据所述不确定非线性系统的价值评估函数设计所述不确定非线性系统的有限时间轨迹跟踪控制器，使所述不确定非线性系统的价值评估函数最优；

根据所述有限时间轨迹跟踪控制器对不确定非线性系统进行跟踪控制。

可选地，所述根据所述不确定非线性系统模型和所述跟踪误差定义所述不确定非线性系统的价值评估函数包括：

根据所述不确定非线性系统模型和所述跟踪误差建立目标增广系统模型；

根据所述目标增广系统模型定义所述不确定非线性系统的价值评估函数。

可选地，所述有限时间轨迹跟踪控制器的价值评估函数以有限的收敛时间作为积分上限，所述价值评估函数被定义为其中，γ为折损系数，并且γ＞0，为正定矩阵，t₀满足对于任意的t≥t₀闭环系统内所有信号均半全局一致收敛，U(u)是一个正定矩阵且满足其中λ为控制输入的上界，R是一个对角矩阵，满足R＝diag(r₁,r₂)，r₁和r₂是两个常数，tanh为双曲正切函数。

可选地，所述根据所述不确定非线性系统的价值评估函数设计所述不确定非线性系统的有限时间轨迹跟踪控制器包括：

根据所述不确定非线性系统的价值评估函数确认所述不确定非线性系统的最优价值评估函数；

基于有限时间收敛理论，根据所述不确定非线性系统的最优价值评估函数确认所述不确定非线性系统的最优控制输入；

根据所述不确定非线性系统的最优控制输入建立有限时间轨迹跟踪控制器。

可选地，所述根据所述不确定非线性系统的价值评估函数确认所述不确定非线性系统的最优价值评估函数包括：

基于莱布尼茨法则，根据所述不确定非线性系统的价值评估函数确认所述不确定非线性系统的跟踪贝尔曼方程；