基于命令滤波器的随机非线性系统自适应输出反馈控制研究的任务书.docx

基于命令滤波器的随机非线性系统自适应输出反馈控制研究的任务书
任务书
题目：基于命令滤波器的随机非线性系统自适应输出反馈控制研究
一、研究背景和意义
随着现代工业和信息技术的飞速发展，非线性系统的应用越来越广泛，这些系统具有较为复杂的动力学行为和难以预测的运动特性，给系统的控制带来了很大的挑战。自适应控制技术是解决这类难题的有效方法之一。随机非线性系统是一种应用广泛的非线性系统，它的动态行为随机性强、模型参数难以确定，传统的控制算法往往难以胜任。
命令滤波器是一种新型的滤波器，将参考信号滤波后再用于系统控制，可以有效地去除参考信号的噪声和高频成分，提高了控制的效果。将命令滤波器应用于自适应输出反馈控制算法中，可以提高系统的鲁棒性和适应性，进一步提升系统控制性能。
本课题旨在利用命令滤波器技术，结合自适应输出反馈控制算法，研究随机非线性系统的控制问题，解决随机非线性系统控制中存在的困难和挑战，具有重要的理论和应用价值。
二、研究内容和技术路线
1.研究随机非线性系统的数学模型和运动特性，确定系统的控制目标和约束条件；
2.设计基于命令滤波器的自适应输出反馈控制算法，实现随机非线性系统的控制；
3.建立系统的仿真模型，进行仿真实验，验证算法的鲁棒性和性能；
4.对比分析命令滤波器算法和传统自适应控制算法在随机非线性系统中的控制效果。
技术路线：
1.分析随机非线性系统的数学模型和运动特性，建立系统的状态空间模型并进行简化；
2.将命令滤波器技术应用于自适应控制算法中，建立基于命令滤波器的自适应输出反馈控制算法；
3.设计仿真实验，建立系统的仿真模型并进行仿真实验；
4.对比分析算法在随机非线性系统中的控制效果，研究算法的鲁棒性和性能。
三、研究计划和进度安排
时间节点研究内容研究任务
2021/9-2021/10文献综述综述随机非线性系统控制的研究现状和发展趋势，分析命令滤波器技术应用于自适应控制中的优越性；
2021/11-2022/2算法设计设计基于命令滤波器的自适应输出反馈控制算法，并进行仿真实验验证；
2022/3-2022/4算法优化优化控制算法，提高算法的鲁棒性和性能；
2022/5-2022/7实验仿真建立系统的仿真模型并进行仿真实验；
2022/8-2022/9实验结果分析和论文撰写对仿真实验结果进行分析，撰写研究论文。
四、参考文献
1.Zhang,F.,Liu,Y.&Liu,D.(2019).Adaptivefinite-timecontrolofuncertainnonlinearsystemswithinputsaturationviadynamiccompensationandcommandfilter.InternationalJournalofAdaptiveControlandSignalProcessing,33(11),1541-1557.
2.Liu,D.,Liu,Y.&Zhang,F.(2020).Adaptiveslidingmodecontrolofstochasticnonaffinenonlinearsystemswithinputsaturationviacommandfilter.Automatica,119,109131.
3.Zhao,L.,Zhu,H.,Cai,Y.,&Zheng,J.(2018).Arobustadaptiveslidingmodecontrolstrategyformarinevesseldynamicpositioningsystemswithinputnonlinearitiesandtime-varyinguncertainties.OceanEngineering,159,333-344.