一种不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A Finite Time Optimal Tracking Control Method for Uncertain Nonlinear Systems

【技术实现步骤摘要】
一种不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法
本专利技术涉及跟踪控制
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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，使所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法，其特征在于，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。4.根据权利要求2所述的不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法，其特征在于，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。5.根据权利要求4所述的不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法，其特征在于，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；根据所述不确定非线性系统的跟踪贝尔曼方程得到哈密顿函数；根据所述哈密顿函数设定所述不确定非线性系统的最优价值评估函数的前提条件；在所述不确定非线性系统的最优价值评估函数的前提条件下，基于强化学习方法，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。6.根据权利要求5所述的不确定非线性系统的有限时间优化跟踪控制方法，其特征在于，所述基于强化学习方法，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：设定所述不确定非线性系统的价值评估函数的解算条件，引入神经网络的权重向量和逼近误差，所述不...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁亮，高海波，李树，王情帆，安鑫，刘艳军，李楠，邓宗全，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23