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基于模糊及神经网络的非线性系统滑模控制研究

滑模控制自出现以来,由于其具有完全鲁棒性,逐渐得到人们的广泛应用。但它的不足之处就在于滑模控制会产生抖振,这也是滑模控制固有的缺陷。为解决这一问题,模糊控制、神经网络控制、自适应控制等多种智能控制方法和滑模控制结合起来,不仅有效地解决了传统滑模控制中存在的问题,而且也继承了滑模控制固有的优点。论文的主要工作如下:首先,本文在阅读国内外大量参考文献的基础上,简要回顾了滑模控制的发展历史、研究现状及基本原理。其次,针对一类非线性系统,将模糊控制、自适应控制及滑模控制相结合,构成基于模糊控制的自适应滑模控制,控制规则可以通过控制律在线自动调整。为消除抖振,采用减小切换增益的方法,用模糊规则对切换增益进行有效地估计,并用由李亚普洛夫定理保证算法的稳定性。再次。针对一类非线性系统,提出了一种基于神经网络的自适应滑模控制。利用神经网络逼近控制系统中的未知非线性函数,网络的权值通过自适应律在线调整,实现了系统的跟踪误差渐进趋于零。考虑到不确定  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北农林科技大学
西北农林科技大学

混流式水轮机调节系统的非线性状态预测与稳定控制研究

水资源是重要的可再生清洁资源,优先发展水电已成世界共识。随着水电事业的高速发展,全球单机容量70万千瓦以上的水轮发电机组,超过一半在中国。如此庞大的水轮发电机组,使电站系统在运行的稳定、安全性方面面临更高要求。由水轮机、发电机、调速器、发电机端口侧电力负荷、引水系统构成的水轮机调节系统,是集水、机、电于一体,具有多种典型运行工况的复杂非线性系统。其运行正常与否,将对水轮发电机组甚至整个电网系统的安全可靠产生重大影响。生产实践中国内外大中型水轮发电机组均存在不同程度的稳定性问题。因此,对水轮机调节系统进行稳定性分析和有效控制对水电站的安全运行具有重要意义。而水轮机调节系统状态预测是稳定性控制的前提和基础。本文以在国内外应用最广泛的混流式水轮机调节系统为研究对象,对其非线性预测与稳定性控制中的关键问题开展研究,主要工作与研究结论如下:(1)研究了混流式水轮机调节系统RBF预测。鉴于RBF神经网络在非线性时间序列预测方面的优异性和相空...  (本文共159页) 本文目录 | 阅读全文>>

大庆石油学院
大庆石油学院

非线性系统的滑模变结构控制理论研究

变结构控制作为一个相对独立的研究分支,在实际应用中逐渐得到推广和应用,如电机与电力系统控制、机器人控制、飞机控制、卫星姿态控制等。目前对非线性系统控制的研究已成为国内外研究的前沿和热点问题,因而对滑模变结构控制的研究具有重要的理论意义和应用价值。本文主要研究了非线性系统的滑模变结构控制,基于滑模变结构控制自身的特点,将其与神经网络控制及模糊控制相结合。主要工作如下:首先,针对神经网络的学习功能和对非线性系统的强大映射能力,将神经网络用于非线性系统的滑模变结构控制,实现了自适应滑模控制。针对非线性不确定时滞系统,设计了基于神经网络的自适应滑模变结构控制器,根据Lyapunov理论,证明给出的控制器可使系统稳定,与一般的滑模控制器相比较,仿真结果表明,神经网络自适应滑模控制器能够有效的抑制抖振,并减少跟踪误差。其次,针对模糊控制特别适用于难以建立数学模型的复杂的非线性系统这一特点,将其与滑模控制的优点紧密的结合,利用模糊控制来柔化控...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

光电层合柔性板壳结构的智能主动振动控制研究

在航空航天领域,板壳结构有着广泛的应用背景,其形状控制和振动控制一直是系统设计和工程应用中的重点和难点。当前,利用智能材料对板壳结构实施有效的主动激励来抑制振动的方法是一种有效的方法。但传统的由电、磁信号激发的智能材料,需要附加复杂的电磁激发装置,不利于系统的轻质小型化,同时其与激发装置之间需要导线连接,易引起电磁噪音干扰,而影响控制信号的传送准确性和实时性。而新型的镧改性锆钛酸铅(PLZT)陶瓷,可直接将光能转化为机械能,不受电磁干扰的影响,适于在太空环境下实施非接触激励及远程控制,有着广阔的应用前景。本文以层合光致伸缩PLZT驱动器的板和壳结构为对象,研究其智能振动主动控制技术,对与其相关的驱动器构型、动力学建模、驱动器位置优化以及单模态和多模态智能主动控制方法等几个方面的问题进行了相应的理论研究。论文的主要工作和创新性成果如下:(1)基于PLZT驱动器的光-热-力-电多场耦合本构模型,采用数值仿真方法分析了影响PLZT驱动...  (本文共197页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

近空间飞行器非线性容错控制技术研究

近空间飞行器(NSV)的发展关系着国家安全和对空间的开发利用能力,具有重要的战略意义和军事价值,近年来获得了世界各军事大国的高度重视和大力投入。NSV是一种新型的航空航天飞行器,在运行中表现出多工作模式、多任务、大范围高速机动等特点,对飞行安全性与可靠性提出了更高的要求,使其控制系统的可靠性设计成为一项极具挑战的前沿课题。基于此难点和挑战,本文围绕这一基础科学问题,在近空间飞行器动态建模,故障建模与分析,可靠容错控制器设计等方面展开了较为全面的研究,基于先进非线性控制理论系统而深入地研究了NSV的故障诊断与容错控制问题。首先,根据国内外已公开发表的文献资料建立了NSV高超声速飞行条件下6自由度12状态变量的运动学和动力学模型。该模型的高超音速特征体现在气动力、力矩系数是迎角,马赫数及气动舵面偏转角的非线性函数,飞行器的质心和惯性矩是质量的时变函数,发动机模型采用吸气式发动机和火箭发动机的组合推进形式。开环系统仿真分析表明该模型能...  (本文共153页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

欠驱动非线性系统的张量积模糊自适应控制

欠驱动系统广泛应用于交通、冶金、国防和装备制造等重要领域,经济的发展使得这些领域的竞争变得日趋激烈,对设备的要求也越来越高,从而导致对控制系统的性能有了更高的要求,尤其是控制器的自适应性.在倒立摆这类欠驱动系统控制领域,变论域模糊自适应理论已被证明存在较高的自适应性,是应用较为成功的模糊理论之一.本文从分析变论域模糊自适应控制局限于半严格纯反馈模型出发,首先深入研究了避免变论域模糊自适应控制器使用半严格纯反馈模型的问题,发现了影响该自适应理论用于更一般模型,比如拟线性参变模型的制约因素并提出了张量积自适应模糊控制算法;针对存在结构不确定的纯反馈系统,应用张量积模型逼近误差为舍弃奇异值有界函数这一性质,提出了针对结构不确定纯反馈系统的张量积自适应积分滑模控制方法;其次针对欠驱动系统存在多个控制目标和耦合变量的问题,借鉴变论域自适应伸缩因子的设计只基于误差和误差变化的思想,将目标因素纳入到由主滑模面和辅助滑模面构成的混合滑模面,研究...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>