具有时滞与状态约束的一类非线性系统自适应跟踪控制

摘要

针对具有输入时滞和状态约束的一类非线性自适应系统，提出一种基于障碍Lyapunov函数与模糊切换控制的自适应跟踪控制方法。该方法利用Pade近似对输入时滞进行补偿，引入平滑切换函数构造连续控制律，确保系统状态始终满足预设约束条件。同时，设计基于状态误差的模糊逻辑控制器，通过模糊规则提高控制精度，并增强系统的鲁棒性。为降低计算复杂度，采用参数自适应律对隶属函数向量的范数进行在线更新，有效简化了模糊系统的设计。所提控制方案无需先验系统模型信息，可适应多种复杂非线性动态特性。仿真实验以倒立摆系统为例，在不同输入时滞条件下验证了该方法的有效性，结果表明该控制器具有良好的跟踪性能、稳定性和约束保持能力。

关键词

模糊控制 / 非线性控制系统 / 输入延迟 / 输出约束 / 反推设计技术 / 切换函数