检索结果-内蒙古大学图书馆

控制理论与应用 2009年第4期26卷 415-419页

作者：傅绍文姚郁韩蕾哈尔滨工业大学控制与仿真中心黑龙江哈尔滨150080 中国民航大学航空自动化学院航空电子系天津300300

以降低电动Stewart平台两输入两输出子系统不确定性描述的保守性为目的,提出一种不确定性加权函数选择方法.首先通过机理分析,确定以反馈形式来描述平台子系统中低频的结构不确定性,并得到具有3个待定参数的加权函数.然后给出标称模型... 详细信息

以降低电动Stewart平台两输入两输出子系统不确定性描述的保守性为目的,提出一种不确定性加权函数选择方法.首先通过机理分析,确定以反馈形式来描述平台子系统中低频的结构不确定性,并得到具有3个待定参数的加权函数.然后给出标称模型输出与实验数据相匹配的条件,由此利用实验数据优化加权函数中的待定参数.最后为方便控制器设计,将系统不确定性描述化为统一的表达形式.所提方法在描述系统不确定性时,尽可能将模型中的已知部分分离出来,并通过实验数据优化加权函数中的待定参数,从而使得不确定性描述的保守性最小。

关键词： Stewart平台模型不确定性加权函数鲁棒控制

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重载大惯性液压驱动系统的神经网络近似内模控制

重载大惯性液压驱动系统的神经网络近似内模控制

引用

作者：刘振中南大学

学位级别：硕士

液压驱动系统由于具有强非线性,参数不确定性等特点而很难对其进行精确运行控制,其中主要的难点是建立系统的精确数学模型。本文以250T锻造操作机夹钳旋转机构液压驱动系统为对象,研究了神经网络近似内模控制在重载大惯性液压驱动系统... 详细信息

液压驱动系统由于具有强非线性,参数不确定性等特点而很难对其进行精确运行控制,其中主要的难点是建立系统的精确数学模型。本文以250T锻造操作机夹钳旋转机构液压驱动系统为对象,研究了神经网络近似内模控制在重载大惯性液压驱动系统控制中的应用。采用神经网络非线性辨识的方法对重载大惯性液压驱动系统进行辨识,建立了系统的神经网络模型,避免复杂非线性不确定性液压系统难以建立精确数学解析模型的问题。考虑系统的强非线性,模型不确定性和工作点的变化,将神经网络近似内模控制应用于重载大惯性液压驱动系统。该控制器中,系统的神经网络逆控制器可以直接由辨识得到的系统神经网络模型导出,不需要训练第二个神经网络。仿真结果表明,与PID控制器相比,神经网络近似内模控制器能较好地抑制系统模型不确定性和工作点变化的影响。考虑液压马达内部动态摩擦特性对液压驱动系统动态性能的影响,研究了基于LuGre模型的重载大惯性液压驱动系统的摩擦补偿控制,其中LuGre模型中的各参数通过转速——摩擦力矩实验辨识估计得到。由于重载情况下可能需要多马达共同驱动并且存在同步误差,分别研究了基于速度反馈和压差反馈的交叉耦合同步误差补偿控制,仿真结果表明,基于压差反馈的交叉耦合同步误差补偿控制不仅能实现马达输出转速的同步,同时也能使马达输出口压力值保持一致,实现负载均衡。

关键词：液压驱动系统模型不确定性神经网络近似内模控制摩擦补偿交叉耦合控制

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基于LQG/LTR方法的飞机自动着陆系统设计

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动力学与控制学报 2010年第1期8卷 92-96页

作者：刘冰艾剑良复旦大学力学与工程科学系上海200433

用LQG/LTR方法设计的自动着陆系统就拥有较强的鲁棒性,可以抵御强风的干扰.本文简述了LQG/LTR方法的原理,并用该方法设计了某商用飞机的自动着陆系统.仿真结果表明,LQG/LTR方法在一定条件下对于非最小相位系统效果较好,所设计的自动着... 详细信息

用LQG/LTR方法设计的自动着陆系统就拥有较强的鲁棒性,可以抵御强风的干扰.本文简述了LQG/LTR方法的原理,并用该方法设计了某商用飞机的自动着陆系统.仿真结果表明,LQG/LTR方法在一定条件下对于非最小相位系统效果较好,所设计的自动着陆系统在飞机受到大气扰动以及模型摄动等诸多干扰的情况下仍能起到良好的控制作用,可实现较强的鲁棒稳定性.

关键词：鲁棒性 LQG/LTR方法大气紊流模型不确定性

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舰载软杀伤仿真中模型不确定性分析方法研究

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现代防御技术 2008年第6期36卷 155-159,164页

作者：夏青蔡洪张士峰国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

舰载软杀伤仿真系统中,不可避免地存在不确定性因素,分析仿真系统的不确定性是利用仿真系统进行效能评估的关键。研究了BMA方法在模型不确定性定量分析中的理论知识,介绍了软杀伤仿真中反舰导弹捕捉目标的数学模型,并把BMA方法应用到舰... 详细信息

舰载软杀伤仿真系统中,不可避免地存在不确定性因素,分析仿真系统的不确定性是利用仿真系统进行效能评估的关键。研究了BMA方法在模型不确定性定量分析中的理论知识,介绍了软杀伤仿真中反舰导弹捕捉目标的数学模型,并把BMA方法应用到舰载软杀伤仿真系统。通过仿真结果比较,BMA方法的估值精度高,算法简单,计算速度快,BMA方法是分析模型不确定性的有效方法。

关键词：模型不确定性 BMA方法软杀伤反舰导弹

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地震危险性评估的方法:模型的不确定性及WGCEP-2002预测

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世界地震译丛 2006年第6期37卷 1-13页

作者： M．T．Page J．M．Carlson 李忠伟（译）边银菊（校）不详吉林省地震局

由于危险性的潜在统计学信号特征未知,在概率地震危险性分析(PHSA)中模型的不确定性普遍存在。虽然人们很好地理解了在概率地震危险性分析中整合独特模型的参量不确定性的方法,但由于不同地震复发模型之间存在高度依赖性,实施这一方法... 详细信息

由于危险性的潜在统计学信号特征未知,在概率地震危险性分析(PHSA)中模型的不确定性普遍存在。虽然人们很好地理解了在概率地震危险性分析中整合独特模型的参量不确定性的方法,但由于不同地震复发模型之间存在高度依赖性,实施这一方法要更为困难。我们所展示的是2002年加州地震概率工作组(WGCEP-2002)所使用的、用来把多重地震复发模型给出的概率分布进行联合的方法,其结果上有几处相反的效果。特别是,WGCEP-2002使用了一种模型的线性结合方法,该方法忽视了模型的依赖性,并在最终的危险性估计中造成了大的不确定性。并且,模型权重的选择以数据为基础,这有可能导致系统偏离最终概率分布。该工作组报告中所使用的权重选择方案亦产生出依赖于模型任意排序的结果。除了对当前的统计学问题进行分析之外,我们还为严格地把模型不确定性整合进概率地震危险性分析里展示了另一种可选方法。

关键词：模型不确定性地震危险性评估概率地震危险性分析预测地震复发概率分布权重选择危险性估计

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基于模型不确定性鲁棒结构奇异值控制研究

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机械制造与自动化 2006年第3期35卷 153-156页

作者：丁学恭杭州技术学院浙江杭州310018

基于鲁棒结构奇异值理论,以工程中普遍存在的封闭空间结构———声耦合模型不确定性系统为对象,提出了设计鲁棒控制器的方法,建立了结构-声耦合系统鲁棒主动控制模型,与鲁棒H∞控制结果相比,μ-synthesis方法对模型不确定性具有良好的... 详细信息

基于鲁棒结构奇异值理论,以工程中普遍存在的封闭空间结构———声耦合模型不确定性系统为对象,提出了设计鲁棒控制器的方法,建立了结构-声耦合系统鲁棒主动控制模型,与鲁棒H∞控制结果相比,μ-synthesis方法对模型不确定性具有良好的稳定鲁棒性和性能鲁棒性。

关键词：模型不确定性 μ-synthesis 鲁棒控制

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基于模型不确定性鲁棒结构奇异值控制研究

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自动化技术与应用 2006年第10期25卷 7-10页

作者：丁学恭杭州技术学院浙江杭州310018

本文以工程中普遍存在的封闭空间结构-声耦合模型不确定性系统为对象,基于鲁棒结构奇异值理论,建立了结构-声耦合系统鲁棒主动控制模型,提出了设计鲁棒μ控制器的方法:通过引入虚拟的不确定块,将耦合系统响应性能的问题转化为广义系统... 详细信息

本文以工程中普遍存在的封闭空间结构-声耦合模型不确定性系统为对象,基于鲁棒结构奇异值理论,建立了结构-声耦合系统鲁棒主动控制模型,提出了设计鲁棒μ控制器的方法:通过引入虚拟的不确定块,将耦合系统响应性能的问题转化为广义系统的稳定鲁棒性问题求解,兼顾了系统的稳定鲁棒性和性能鲁棒性。封闭空间结构-声耦合系统的控制仿真表明,与鲁棒H∞控制结果相比,μ方法对模型不确定性具有良好的稳定鲁棒性和性能鲁棒性。

关键词：模型不确定性 μ综合鲁棒控制

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组合导航系统非线性滤波算法综述

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中国惯性技术学报 2009年第1期17卷 46-52,58页

作者：赵琳王小旭丁继成曹伟哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨150001

总结了组合导航系统具有非线性及模型不确定性的特点,指出了现阶段工程中的卡尔曼滤波及扩展卡尔曼滤波无法真正满足组合导航系统的实际应用要求;然后,以组合导航系统为背景,详细介绍近20年来非线性滤波理论所取得的成果,且阐述了它们... 详细信息

总结了组合导航系统具有非线性及模型不确定性的特点,指出了现阶段工程中的卡尔曼滤波及扩展卡尔曼滤波无法真正满足组合导航系统的实际应用要求;然后,以组合导航系统为背景,详细介绍近20年来非线性滤波理论所取得的成果,且阐述了它们的优缺点及在组合导航系统中的应用情况;接着分析了现阶段组合导航系统中滤波算法的新发展,最后对组合导航系统滤波算法进行展望,指明其进一步的可能研究方向。

关键词：组合导航系统滤波算法非线性模型不确定性综述

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时滞系统容错控制若干方法研究

时滞系统容错控制若干方法研究

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作者：吴军生上海交通大学

学位级别：博士

容错控制技术是提高动态系统安全性、可靠性的一种极为重要的途径,因而深入研究容错控制技术,不但具有重要的理论意义,而且也具有巨大的实际应用价值。目前关于容错控制技术的研究引起了广泛关注,已经成为控制界的热门研究课题之一。在... 详细信息

容错控制技术是提高动态系统安全性、可靠性的一种极为重要的途径,因而深入研究容错控制技术,不但具有重要的理论意义,而且也具有巨大的实际应用价值。目前关于容错控制技术的研究引起了广泛关注,已经成为控制界的热门研究课题之一。在各类工业系统中,时滞现象是极其普遍的,如长管道进料或皮带传输、极缓慢的过程或复杂的在线分析仪等均存在时滞现象,这都可归结为时滞系统模型。时滞的存在使得系统的分析和综合变得更加复杂和困难,同时时滞的存在也往往是系统不稳定和系统性能变差的根源。正是在这一背景下,本文系统地研究了时滞系统的容错控制方法,主要内容及研究成果如下: 研究了带有执行器故障的变时滞不确定系统的鲁棒可靠控制。给出了系统在正常运行和带有可预期执行器故障情况下,闭环系统保持二次稳定的时滞依赖充分条件。运用线性矩阵不等式方法给出了可靠状态反馈控制的综合方法。该方法相对于时滞独立条件下得到的结果,具有较小的保守性。研究了线性状态时滞不确定系统部分传感器和执行器同时失效的容错控制问题。给出了带有时滞的状态反馈控制的设计方法。采用该方法设计的容错控制系统能够在保证系统闭环稳定的同时满足给定的性能指标,所设计的状态反馈控制器含有时滞项,可以减小时滞对闭环系统带来的影响。问题解存在的条件以线性矩阵不等式的形式给出。H∞ 研究了多状态时滞系统的主动容错控制问题。基于广义内模控制,给出了两种容错控制的设计方法。第一种方法基于Youla控制器参数化,将闭环系统控制器设计纳入广义内模控制的框架;设计得到的控制器由两部分构成,分别针对系统的性能和鲁棒性。如果系统没有发生故障,只有针对性能设计的控制器起作用;而当系统发生故障,针对鲁棒性设计的控制器才会起作用。第二种方法在广义内模控制的结构下,利用互质分解方法设计了故障残差产生器,通过将故障诊断问题转化为H∞控制问题,从而引入了一类新的故障诊断性能指标;据此性能指标,给出了残差后滤波器的设计方法,该后滤波器可以实现故障信号的渐近估计。在故障估计的基础上,利用故障补偿实现了闭环系统的容错功能。该方法可视为故障检测与容错控制之间的桥梁,给出了故障残差与真实故障之间的对应关系。通过仿真研究验证了两种方法的有效性,并基于仿真结果对两种方法进行了对比分析。研究了带有不确定性的时变时滞系统的容错控制。基于滑模控制提出了一种容错控制设计方法。线性滑动平面存在的时滞依赖充分条件以线性矩阵不等式(LMI)可行性问题的形式给出,该滑动平面如果存在,即可以保证由原系统得到的降阶等价系统的轨迹在有限时间内收敛于该平面。基于这个滑动平面,设计了一种可以作为容错控制的到达控制。该控制可使得带有模型不确定性、扰动输入和执行器故障的闭环系统保持二次稳定,具有容错功能。研究了线性变参数时滞系统的主动容错控制问题。在参数的凸条件约束和系统参数矩阵的仿射依赖条件假设下,利用线性分式变换,将故障滤波器设计问题转化为H∞控制器设计问题,给出了该变参数控制器的存在条件和增益求解方法,并给出了故障补偿的设计方法。将故障诊断与容错控制设计问题变为H∞控制器设计问题的思想可以推广到其他类型的系统。采用一种基于Newton-Raphson算法的渐进式容错控制设计方法研究了带有参数故障的时滞系统的容错控制问题。该方法可明显降低由于控制增益计算和实施所带来的延迟而造成的性能损失和系统失稳的危险。该方法考虑非理想状况,即容错控制的实施不是在故障诊断结束之后立刻进行,因而实用性更强。

关键词：容错控制故障诊断时滞系统线性系统鲁棒控制广义内模控制滑动模型控制模型不确定性后滤波器完整性线性矩阵不等式

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基于若干智能方法的先进控制系统综合设计研究

基于若干智能方法的先进控制系统综合设计研究

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作者：赵俊西安电子科技大学

学位级别：博士

现实事物中绝大多数对象都是包含噪声干扰的非线性系统,基于经典控制理论、现代控制理论的传统控制方法往往是针对线性系统设计的,对包含噪声干扰的强非线性、复杂时变系统的应用具有较大的限制。随着人工智能技术的不断发展,以模糊系... 详细信息

现实事物中绝大多数对象都是包含噪声干扰的非线性系统,基于经典控制理论、现代控制理论的传统控制方法往往是针对线性系统设计的,对包含噪声干扰的强非线性、复杂时变系统的应用具有较大的限制。随着人工智能技术的不断发展,以模糊系统、神经网络为代表的智能产物显示出对复杂非线性系统强大的处理能力,一系列基于智能控制理论及方法的控制系统被不断提出和改进,在对复杂对象的控制问题上取得了重大的突破和丰硕的成果。然而,由于各种智能产物的基础理论发展仍不成熟,在应用各种智能控制方法时存在许多值得改进的地方。本论文拟针对基于智能方法的先进控制系统设计提出若干新的参考方法和改进应用方法,具体工作包括以下内容: 1.对智能控制理论的背景及发展状况进行了综述,评述了智能控制领域的主要研究方法和获得的成果,阐述了基于智能方法的控制系统综合设计研究的意义和工程实用价值。 2.提出一类以模糊神经网络和PID神经网络组成的模糊神经PID网络;提出一种基于混沌优化机制的粒子群优化算法,设计了混沌优化与粒子群结合的两步方案。将上述方法用于控制系统设计,具体构成为:模糊神经PID网络用作控制器,优化策略为带混沌机制的粒子群算法离线优化和误差反传算法在线调整相结合的方法;被控对象为确定性典型非线性和惯性时滞对象。 3.提出一种基于最小二乘支持向量机建模的自适应智能PID控制系统。控制系统具体构成:控制器及其优化算法采用模糊神经PID网络和改进粒子群算法的方案;引入最小二乘支持向量机用于离线建模,将控制系统拓展到能处理具有未知特性的不确定对象的控制问题。 4.提出一种基于改进蚁群算法优化的大时滞对象神经网络控制系统。控制系统具体构成:控制器采用模糊神经PID网络,其离线优化采用一种改进的蚁群优化算法,在线时采用误差反传算法调整;利用最小二乘支持向量机辨识来获取系统下一离散时间步的预估值,对不确定大时滞对象进行离线辨识和在线辨识来处理时滞和不确定性问题。对空调房间对象进行了控制仿真。同时,设计了基于径向基函数神经网络的空调系统模型参考自适应控制系统,给出了前向型神经网络控制系统设计的一般性方案。 5.针对航空发动机对象,提出一种综合模糊推理、神经网络自适应和PID控制各自优点的控制系统。控制系统具体构成:模糊神经PID网络用作控制器,其参数优化策略采用改进蚁群算法离线优化和误差反传在线调整的方法;最小二乘支持向量机用于系统的离线和在线辨识,其参数优化选取采用交叉验证的方法。对某型航空发动机设计点处的线性和非线性模型进行了控制仿真。 6.针对航空发动机加速过程的控制问题,通过结合多种智能方法,提出了一种基于分类转换策略的控制系统。控制系统具体构成:模糊神经PID网络用作控制器,提出一种改进的量子粒子群算法离线优化其参数;利用标称模型将加速过程中发动机大范围不确定模型划分为若干小偏差不确定模型,作为未知控制对象;离线时利用最小二乘支持向量机结合主成分分析方法对小偏差模型进行分类和辨识训练,在线时根据系统实时数据利用分类器自动选择相应的小偏差模型,同时利用误差反传算法实时调整控制器参数跟踪期望信号;分类器和辨识器参数分别采用交叉验证和量子粒子群算法优化选取。基于模式识别思想和智能神经网络控制实现了一种新颖的依据系统信息实时选择对象模型的非线性PID控制策略。对某型航空发动机的加速过程进行了控制仿真。 7.研究一类系统参数在很大范围内变化的不确定对象,为克服传统鲁棒控制方法的保守设计缺陷并进一步改善系统的性能,提出一种分类转换控制策略:在已知系统参数变化上下界前提下,基于类似分段线性化的思想,将系统进行分割;对于分割后的多个小偏差范围模型,利用最小二乘支持向量机结合主成分分析方法进行分类;对每类模型分别设计滑模控制器,并利用一种改进量子粒子群优化算法离线优化构造近似最佳切换函数,同时利用径向基函数神经网络结合误差反传算法在线调整切换项增益的方法降低系统的抖振;在线时根据系统实时数据利用分类器自动选择相应的小偏差模型和滑模控制器,完成相应的控制作用;为提高最小二乘支持向量机的分类及泛化性能,利用改进量子粒子群算法优化其惩罚因子和核参数。基于以上策略和优化配置,对控制系统进行了设计与仿真。 8.针对以模糊神经自适应方法为核心的未知非线性系统控制问题,以常规静态模糊神经网络控制结构为基础,分别就控制器、辨识器、优化算法三个方面展开研究。以模糊神经PID网络作为控制器,最小二乘支持向量机为辨识器,利用改进量子粒子群算法离线优化控制器参数和改进粒子群算法优化辨识器的相关参数,最后通过对系统的稳定性分析将控制系统逐步完善,完成对基于模糊神经网络方法的自适应控制系统中各个环节的改进。对某热交换非线性对象进行了控制仿真。

关键词：控制系统模型不确定性模糊控制神经网络模糊神经PID网络智能优化算法混沌优化系统辨识模式识别支持向量机稳定性

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