非线性系统的自适应指定性能控制：考虑输入饱和
系统与控制
2024-04-23 v1 系统与控制
摘要
在通过指定性能函数(PPFs)提高系统性能方面的现有工作中，PPF的衰减率需要由设计者预先确定，直接影响闭环系统的收敛时间。然而，仅考虑通过选择更大的性能函数衰减率来加速系统收敛，可能在考虑实际场景中普遍存在的执行器饱和问题时，导致闭环系统严重失效。为此，本文提出了一种控制方案，可灵活自主调整性能函数(PF)的收敛率，以实现更快的稳态收敛，同时避免因输入饱和和传统指定性能控制(PPC)方法中不当衰减率选择而导致的PF边界之外的误差违规。具体而言，引入一种性能指标函数(PIF)作为参考准则，基于此设计PF的自适应收敛率，具有以下吸引性特征：1）它可以消除对PF初始值的预先指定需求。此外，它还能容纳任意初始误差的大小，同时避免过大的初始控制 effort。2）考虑执行器饱和，该方法不仅可以在必要时降低PF的衰减率以避免违规，还能在剩余控制容量允许的情况下提高衰减率以加速系统收敛。最后，在数值仿真中验证了所提出方法的有效性和优越性。
引用
@article{arxiv.2404.13714,
title = {Self-Adjusting Prescribed Performance Control for Nonlinear Systems with Input Saturation},
author = {Zhuwu Shao and Yujuan Wang and Huanyu Yang and Yongduan Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.13714},
year = {2024}
}