Adaptive Finite‐time Tracking Control of Nonlinear Systems Subject to Input Hysteresis and Multiple Objective Constraints

2024年7月3日·
赵炜
赵炜
韩玉群
韩玉群
,
Yafeng Zhou
朱善良
朱善良
Corresponding
· 0 分钟阅读时长
Image credit: Wei Zhao
摘要
In this article, the problem of adaptive finite-time tracking control for a class of nonlinear systems subject to backlash-like input hysteresis and multiple objective constraints is investigated. For the purpose of realizing multiple objective constraints, a new time-varying barrier function (TVBF) is introduced to ensure that all objective constraint functions are always within the defined range. Meanwhile, based on the combination of the command filter approach and adaptive backstepping control, an error compensation system (ECS) is supplied to reduce the impact of filter error on control performance. Additionally, the problem of "singularity" caused by hysteresis is avoided by linearizing the backlash-like hysteresis model, and Nussbaum-type function is also applied to reduce the influence of hysteresis on the stability of the system. Then, by combining multi-dimensional Taylor network (MTN) technology and command filter backstepping approach, an adaptive finite-time control strategy is designed. The proposed control strategy ensures that all the signals in the closed-loop system realize finite-time semi-globally uniformly ultimately bounded (SGUUB), and the output signal of the system can track the reference signal greatly while adhering to multiple objective constraints. Finally, the effectiveness of the proposed control strategy is verified by a practical simulation example.
类型
出版物
International Journal of Control
publications
赵炜
Authors
2022级数学硕士研究生
青岛科技大学数学专业硕士,北京科技大学控制工程与科学专业博士研究生,主要研究方向为输入磁滞、非线性系统。
韩玉群
Authors
讲师
博士,讲师,硕士生导师,2018年9月毕业于东南大学控制理论与控制工程专业,获工学博士学位。主要研究方向为非线性系统分析与综合、智能控制、容错控制、神经网络控制等。主持山东省自然科学基金青年项目1项,复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室开放课题1项。指导学生参加全国大学生数学建模竞赛、中国研究生数学建模竞赛等各类竞赛获国家一等奖1项、国家二等奖3项、国家三等奖1项、山东省一等奖12项、山东省二等奖6项、山东省三等奖2项。目前是青岛市人工智能海洋技术创新中心、青岛科技大学数学与交叉科学研究院和数理学院智能控制与机器视觉技术研究中心核心成员。
朱善良
Authors
正教授
博士,教授,硕士生导师,人工智能技术海洋场景化应用山东省工程研究中心副主任,青岛市人工智能海洋技术创新中心副主任,青岛科技大学数学与交叉研究院副院长。山东赛区数学建模竞赛专家组成员、山东省数学会理事、山东省应用统计学会理事、人工智能海洋学专业委员会委员。近年来,主持或参与国家自然科学基金、省自然基金、省教改项目等各类教学科研项目20多项,在国内外期刊发表学术论文80余篇,其中被SCI、EI检索70余篇,参编教材1部。指导学生参加全国大学生数学建模竞赛、中国研究生数学建模竞赛、美国大学生数学建模竞赛等各类竞赛获国家一等奖9项、国家二等奖29项、国家三等奖13项、山东省一等奖37项、山东省二等奖12项、山东省三等奖7项。指导本科生参加国家大学生创新计划项目4项。