RISE神经自适应控制器

渐近跟踪保瞬态

针对非匹配不确定性和饱和输入的非线性系统，首次在保证瞬态性能的同时实现渐近跟踪的NN+RISE控制器。

Cao, Lan · 黄秀财 · Ye, Hefu · Yongduan, Song

IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems 2023

技术优势

渐近跟踪与瞬态性能兼得

通过NN补偿未知非线性，并由RISE单元完全补偿逼近误差，控制器在存在非匹配不确定性和输入饱和时仍能确保跟踪误差渐近收敛到零，同时瞬态性能始终满足预设边界。

输入饱和不再破坏性能

采用双曲正切函数对控制输入进行约束，使得执行器饱和不会影响控制器的稳定性与瞬态性能保证。

放宽对系统模型的假设

允许系统存在结构非匹配的不确定性，不再要求满足现有RISE方法通常需要的匹配条件，从而扩大了可控制系统的范围。

应用场景

• 机器人运动控制：用于机器人关节或末端执行器的精确轨迹跟踪，即使存在模型不确定性和执行器饱和也能保证瞬态性能，适合高精度运动控制任务。
• 非线性系统控制：为具有非匹配不确定性和输入约束的一般非线性系统提供一种兼顾渐近与瞬态性能的控制方案，可替代传统PPC或RISE方法。
• 具身智能控制：可用于具身智能体的运动控制层，在模型未知和驱动饱和条件下保证稳定、安全的动作执行，为上层决策提供可靠基础。