分享到:

小波分析在非线性系统控制中应用的若干问题研究

本文对小波分析在非线性系统控制中应用的若干问题作了较深入地研究和探索,主要的研究内容包括:(1)研究了小波分析在高维空间中对非线性系统建模的问题。针对小波函数个数与空间维数呈指数增长关系,而给多维空间中建模带来的困难,给出了两种小波模型。前者将多维小波框架理论与神经网络相结合,着重研究了一类单尺度小波框架网络对高维空间中的非线性系统建模,此类小波网络不会引起小波基函数在高维空间中的“维数灾”问题,是小波分析理论和传统神经网络相结合的进一步推广和应用。文中分析了此种小波网络的函数逼近能力,从网络泛化能力的角度,给出了网络结构具体的设计方法,提出了一种学习速度更快的新的参数混合学习算法。后者将小波多分辨分析理论用于非线性系统建模,研究了一类多分辨小波模型。为了解决小波函数在高维空间中的“维数灾”问题,提出了一种多分辨小波模型的降维分解结构,使得给出的多分辨小波模型不但应用了小波分析特有的多分辨分析理论,同时较好地解决了“维数灾”的问  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国海洋大学
中国海洋大学

非线性系统的滑模控制研究

建立在微分几何理论基础上的非线性系统的解耦与静态反馈线性化控制,使得非线性系统的研究模式摆脱了局部线性化和小范围运动的限制,实现了系统的大范围分析和综合。但是,微分几何控制必须依赖于系统的精确数学模型,而实际的控制系统往往受到时滞,参数不确定性以及外部扰动的影响,这为系统的分析与设计带来很大的困难。本文深入研究了非线性系统滑模控制理论,利用变结构控制的滑动模态对于参数摄动以及外部扰动的鲁棒特性,与微分几何理论相结合,既提高了系统的鲁棒性,又解决了非线性系统滑模面不易构造的难题。本文提出的控制策略减弱了非线性系统滑模控制相关文献中对于系统数学模型以及不确定性的严格限制条件。此外,由于滑模控制系统的强鲁棒性只是存在于系统的滑动模态上,而其趋进模态的鲁棒性差一直是无法忽视的问题。本文提出了利用动态控制参数进行补偿,动态的控制参数不但用于削弱抖振的影响,还用于补偿参数摄动对系统趋近模态的影响。实际系统中普遍存在的非线性时滞系统由于其双重...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

三角形式非线性系统:等价,稳定和能观测性

本文研究三角形式非线性系统的控制策略。本文的主要思路是:对非线性系统的控制可以这样实现,通过系统等价把应用中的非线性控制系统等价转换为具有三角形式的系统,然后用后推法(及其他方法如前推法)完成控制器的设计。第一章,回顾了控制理论的发展历程,特别是非线性系统规范型和后推法的进展。第二章是关于微分流形的简单介绍。第三章利用向量场的李导数研究非线性系统等价性问题,目的是将较复杂的非线性系统转换成为较为简单的系统,主要工作有:(1)讨论了反馈线性化与方程的标准化之间的关系,给出了方程可以局部标准化的充要条件。对于一个常微分方程能否转化为标准型的问题,给出了两种判断方法。其一是,证明了当且仅当存在以常微分方程为漂移项的仿射单输入受控系统能被状态反馈线性化,该常微分方程可转化为标准型;其二,从局部看,当表示常微分方程的向量场在某点不是奇点时,常微分方程必能在该点附近转化为标准型,否则能否在该点附近转化为标准型取决向量场的雅可比矩阵的特征多项...  (本文共147页) 本文目录 | 阅读全文>>

南开大学
南开大学

非线性系统新型估计器及其在控制中的应用

本文重点研究了模型未知,参数时变的受扰非线性系统的状态估计问题与控制问题,提出了几种新型估计器和控制器,本文创新性工作为: 1.提出非线性离散随机系统比例微分滤波,该滤波方法联合考虑极小化状态估计误差方差和状态误差变化率的方差,较扩展Kalman滤波稳定性强,提高了估计的精度. 2.给出了非线性MIMO随机系统可观性定义和条件,在系统模型和噪声统计未知情况下,提出基于神经网络的非线性离散随机系统自适应滤波器的设计方法. 3.提出了一种较为简单的微分器,能在任意时刻跟踪连续的非线性信号,并提取其一阶微分,无颤振现象,给出了渐近稳定性和收敛性分析. 4.设计了较为简单的三阶微分器,能提取信号的二阶和三阶微分,给出了完整的渐近稳定性和收敛性证明. 5.设计了能提取信号的n阶微分高阶微分器(High order differentiator—HOD).所设计的HOD能对含有噪声信号进行滤波,高精度地逼近真实信号,并高品质地提取信号的微分...  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

回滞非线性系统的鲁棒控制

早在上个世纪六十年代就有人提出回滞非线性系统控制问题,但因当时人们对控制的要求比较低,对回滞非线性系统的控制可通过选择适当的器件和用线性化系统近似代替回滞非线性来进行。对于精度要求不高的场合,可采用电阻和电容桥路或者电荷控制等方法来削弱回滞。近年来,由于精密加工和各种国防系统对控制精度要求的不断提高,从材料本身已很难克服回滞特性对控制系统性能的影响,因此从控制角度研究回滞非线性系统的控制以克服回滞对系统性能的影响,以适应目前各种精密控制对象对系统性能的高要求,是一具有重要理论意义和应用价值的课题,目前已引起国内外控制和机械工程界的高度重视。此外,回滞也存在于其他许多领域,比如在经济领域和生理学方面。具有回滞特性的系统是不可微分的非线性系统,所以不能采用可微分的非线性和线性系统的控制理论和方法来进行研究。本文通过对回滞特性的研究,从控制角度提出了回滞的通用模型,它由两部分组成:线性部分和已知上界的不确定非线性部分。此时回滞系统可以...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

回滞非线性系统的鲁棒自适应控制

近年来,随着精密加工和生产设备等对控制精度和速度的要求不断提高,以压电陶瓷等功能材料为核心的先进传感器和驱动技术以及由此而产生的回滞现象受到了控制界的高度重视。由于回滞的存在,会造成系统的精度下降、振荡甚至造成系统不稳定。因此对回滞特性进行建模描述和对带有回滞的非线性系统的控制策略的研究是具有重要理论意义和应用价值的课题。为了消除回滞的影响,传统的控制策略是添加一个逆回滞模型来消除回滞的影响,但其逆回滞的模型的建立对参数的依赖性比较强,在某些特定的场合无法分析系统的稳定性。本文就目前描述回滞的模型进行了系统的分析,在现有模型的基础上,提出便于控制器设计的回滞模型;并就带有回滞的非线性系统,不采用添加逆回滞的控制策略,而是提出将回滞模型与各种先进的控制策略相结合,主要分析其鲁棒自适应控制策略的研究,其优势在于对一大类带有回滞的非线性系统,其设计步骤能够保证系统的全局稳定。本文研究的内容主要集中在以下几个方面:本文首先分析了各种描述...  (本文共120页) 本文目录 | 阅读全文>>