收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

一类非线性系统预测控制中的建模问题

罗秋滨  
【摘要】: 预测控制,是基于模型的控制方法,但并不拘泥于模型的形式。预测模型的建立是整个预测控制的基础,是预测控制中至关重要的一个环节。由于非线性系统没有统一的模型描述形式,各种非线性系统的预测控制,都是基于不同非线性系统模型描述形式进行的。因此,进行非线性系统预测控制研究,有必要研究预测模型的建立问题。本文研究了一类非线性系统预测控制中的建模问题,提出了一类非线性系统的几种建模方法,以及基于这些建模方法的非线性系统预测控制算法。 给出一类非线性系统的实现简单的多项式逼近的建模方法,在此方法中,将输入输出数据通过拓扑同胚变换,变换到[0,1]区间内,用多项式逼近的方法进行建模,对初始给定的多项式模型,通过反复的参数辨识、去除模型中的冗余项,得到非线性系统的多项式逼近模型,再利用拓扑反变换,将数据还原回原始数据区间。对一类非线性系统,利用多项式逼近的建模方法,用测得的输入输出数据,建立多个不同预报步长的输出非线性预测模型,优化二次性能指标,将问题转化为求解控制量的多元一次方程组问题,将解方程得到的预测控制律与前步预测控制误差做平滑得到控制律,从而得到基于多项式逼近建模的一类非线性系统预测控制算法。 对非线性模糊建模方法进行研究,给出了两种改进的模糊建模方法。在改进的最近邻模糊聚类建模方法中,将最近邻聚类半径和方差参数进行动态更新,使聚类更符合实际情况,从而提高了建模精度。在基于递阶聚类的T-S模糊建模方法中,首先用最近邻聚类求出聚类数与聚类中心,用GK聚类确定前件参数,再用带遗忘因子的最小二乘法进行后件参数辨识,辨识过程中根据规则对模型的贡献的大小,剔除一些对系统模型贡献较小的模糊规则。并在此基础上给出了一种基于改进递阶聚类模糊T-S模型建模方法的模糊预测控制算法,根据预测控制中的预测步长,建立多个包括当前时刻以前的输入输出数据、未来时刻的输入量的模糊预测模型,可以在不求解Diophantine方程的情况下通过最优化性能指标得到预测控制律。 研究一类非线性系统的多层递阶建模及参数预报,通过多层递阶方法建立预测模型,给出了一类非线性系统的多层递阶自适应预测控制算法。此方法不必考虑被控非线性系统的模型具体形式,只是根据系统输入输出,直接用与之等价的时变线性模型代替它。通过参数的在线辨识与预报,实现了单输入单输出非线性系统的自适应预测控制,有着比较广泛的适用性。 针对一类非线性系统,提出一种无模型预测控制方法,将无模型控制中的泛模型思想应用于非线性预测控制。在预测控制中,不对被控系统建立模型,利用输入输出数据辨识泛模型的特征向量,并利用多层递阶的办法对泛模型的特征向量进行预测,从而求得无模型预测控制律。无模型预测控制律中加上功能组合模块将和无模型控制器有着同样的优越性。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP13

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 万晓莉,吴建乐;基于模糊关系的非线性系统辨识研究[J];北方工业大学学报;2003年03期
2 韩志刚,王德进;无模型控制器[J];黑龙江大学(自然科学学报);1994年04期
3 马广富,王宏伟,王司;基于模糊神经网络的系统模糊建模方法[J];哈尔滨工业大学学报;1999年05期
4 胡致强;基于动态线性逼近的非线性系统预测控制[J];电机与控制学报;2001年03期
5 翟春艳,李书臣;基于C-R模糊模型的广义预测控制算法[J];计算机仿真;2004年11期
6 韩志刚;大型复杂系统控制器设计的功能组合途径[J];控制工程;2004年02期
7 蒋爱平;李秀英;巫红;;无模型控制方法控制功能的分析研究[J];控制工程;2007年01期
8 韩志刚;无模型控制器的设计问题[J];控制工程;2002年03期
9 韩志刚;无模型控制器的应用[J];控制工程;2002年04期
10 李少远,席裕庚;模糊动态环境下复杂系统的满意优化控制[J];自动化学报;2002年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋中;一种基于非线性Laguerre模型的预测控制算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年02期
2 王光磊;基于模糊逻辑的PID控制器的设计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年03期
3 江善和,申东日;一种基于模糊神经网络的自适应PID智能控制器[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年02期
4 李英顺,伦淑娴,皮红梅;基于模糊神经网络的PID温度控制系统[J];鞍山钢铁学院学报;2002年06期
5 汪雪琴;朱群雄;;基于改进的表格查询法的二级倒立摆模糊控制[J];北京化工大学学报(自然科学版);2006年01期
6 林岚,邱晓红;基于模糊自组织神经网络的多目标跟踪算法[J];江西师范大学学报(自然科学版);2005年01期
7 孙青林,陈增强,袁著祉,刘忠信,杨小军,任心志;焊接钻杆自动对中的检测与控制[J];传感技术学报;2003年01期
8 刘国林;顾及多因素影响的双线性变形模型及其动态参数估计[J];测绘学报;1995年03期
9 范玉军;王冬冬;孙明明;;改进的人工鱼群算法[J];重庆师范大学学报(自然科学版);2007年03期
10 李传庆,刘广生;锅炉汽包水位MFAC-PID串级控制方案的仿真研究[J];东北电力学院学报;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宁薇薇;李大中;倪玮强;侯晓勇;;双速率采样MFA-PID串级控制在汽包水位系统的仿真研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
2 王东风;;基于神经网络模型的非线性系统预测控制[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
3 李少远;杜国宁;;广义预测控制器参数的在线调整[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
4 张萍;屈宝存;薛力红;;一类时延非线性系统的新型自适应预测控制[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
5 韩志刚;;工程应用控制系统设计中某些问题的探讨[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
6 蒋爱平;汪国强;韩志刚;;无模型控制器在硝酸氨生产中的应用[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
7 云利军;孙鹤旭;雷兆明;;基于模糊预测的永磁同步电机步进传动系统[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
8 郭利进;王化祥;;一种改进的基于Hammerstein模型非线性广义预测控制算法[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
9 王文庆;韩崇昭;;一类结构不确定组合系统的鲁棒镇定[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
10 贺艳花;李平;张绍东;;基于CARIMA模型的鲁棒预测控制器的设计[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张兵;化工动态优化方法的研究与应用[D];浙江大学;2005年
2 梁伟平;球磨机制粉系统智能控制算法的研究及应用[D];华北电力大学;2000年
3 唐本峰;脉冲电晕法烟气脱硫自动测控系统的研究[D];大连理工大学;2000年
4 王东风;多变量智能控制在电厂制粉系统中的应用研究[D];华北电力大学;2001年
5 李阳春;自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[D];浙江大学;2001年
6 林永君;基于复杂机理模型的过程预测控制研究[D];华北电力大学;2002年
7 臧传德;船舶航行的智能预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
8 冯少辉;模型预测控制工程软件关键技术及应用研究[D];浙江大学;2003年
9 王跃宣;先进控制策略与软件实现及应用研究[D];浙江大学;2003年
10 张智焕;复杂系统预测控制算法及其应用研究[D];浙江大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙海鹏;基于预测控制的口腔治疗仪控制系统设计[D];武汉科技大学;2005年
2 杨占玺;智能凸轮轴磨床控制软件编制和加工试验研究[D];北京机械工业学院;2005年
3 徐志明;基于方块图的几类非线性系统镇定控制设计[D];汕头大学;2007年
4 陆冬娜;基于神经网络的非线性模型预测控制[D];浙江工业大学;2007年
5 李广军;基于RBF神经网络的PID整定[D];西南交通大学;2005年
6 闫芳;ATM广义预测控制的研究[D];大连海事大学;2005年
7 王凤芹;非线性系统的多模型自适应控制[D];燕山大学;2005年
8 庞中华;广义预测控制算法及其仿真研究[D];青岛科技大学;2005年
9 王素祥;基于遗传算法的模型拟合及其医学应用[D];山西医科大学;2005年
10 宋保民;高空环境地面模拟系统的设计与实现[D];西北工业大学;2005年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 葛晓慧;黄进;;一种基于粒子群优化算法的混沌控制方法[J];电路与系统学报;2006年06期
2 齐维贵,朱学莉,丁宝;动态矩阵控制的模型简化与预报误差校正[J];电子学报;2004年07期
3 刘延斌,金光;半实物仿真技术的发展现状[J];光机电信息;2003年01期
4 韩志刚;无模型控制器的应用[J];控制工程;2002年04期
5 金元郁,庞中华,崔红;基于VB和Matlab的实时监控系统[J];控制工程;2005年02期
6 齐维贵,朱学莉;供热系统动态矩阵控制的仿真研究[J];系统仿真学报;2003年01期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高玉根,王国彪,丁予展;基于网格法的遗传算法及其应用[J];北京科技大学学报;2002年03期
2 胡致强;基于动态线性逼近的非线性系统预测控制[J];电机与控制学报;2001年03期
3 林金星,沈炯,肖国涛,李益国,王培红;一种基于分层模糊控制的免疫遗传优化算法[J];东南大学学报(自然科学版);2005年01期
4 胡致强;基于Müller法的非线性系统不依赖于受控系统模型的自适应控制[J];哈尔滨工程大学学报;2001年02期
5 胡致强,李向东;一类多重时滞非线性系统无模型学习自适应控制[J];哈尔滨工业大学学报;2001年02期
6 周德云,佟明安,陈新海;广义预测自适应控制器在导弹控制系统设计中应用[J];航空学报;1992年04期
7 韩志刚;非线性系统递推梯度控制律和无模型系统控制[J];黑龙江大学自然科学学报;1993年04期
8 董亚东;低压分离罐液位的无模型控制[J];黑龙江大学自然科学学报;2002年04期
9 韩志刚,王德进;无模型控制器[J];黑龙江大学(自然科学学报);1994年04期
10 韩志刚,杨艳梅;多输入多输出非线性系统的无模型控制律[J];黑龙江大学(自然科学学报);1995年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈增强,袁著祉,车海平,贺江峰;基于神经元网络的非线性系统间接自校正预测控制器[J];南开大学学报(自然科学版);1999年03期
2 孙浩,席裕庚,施颂椒,张钟俊;非线性系统的广义线性化预测控制[J];上海交通大学学报;1991年06期
3 刘生峰;;基于支持向量机的非线性系统多步预测控制[J];产业与科技论坛;2010年09期
4 黄西平;李睿;刘军;;一种改进的神经网络非线性预测控制[J];计算机仿真;2006年04期
5 宋莹;陈增强;袁著祉;;基于混沌优化的非线性预测控制器[J];控制理论与应用;2007年04期
6 袁忠于;周凤岐;;一种非线性系统自适应预测控制方法[J];火力与指挥控制;2011年01期
7 段玉波;刘博;于铁成;吴继辉;张东旭;;非线性系统的神经网络预测控制研究[J];长江大学学报(自然科学版)理工卷;2009年04期
8 王建玉;陈俊伟;王宁;;采用dsDNA-MC优化的非线性系统预测控制[J];计算机工程与应用;2010年31期
9 樊宇红,任长明,李建峰,孔贵宾;基于B-P神经网络的非线性系统预测控制的研究[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);1999年06期
10 张日东,王树青;基于神经网络的非线性系统多步预测控制[J];控制与决策;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭丹;李俊芳;;基于神经网络的非线性系统多步预测控制[A];PCC2009—第20届中国过程控制会议论文集[C];2009年
2 李少远;王群仙;曹保定;孟昭忠;;基于神经网络的预测控制模型研究[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
3 沈清波;;基于BP神经网络的新型广义预测非线性控制仿真[A];系统仿真技术及其应用(第7卷)——'2005系统仿真技术及其应用学术交流会论文选编[C];2005年
4 耿晓军;;约束滚动时域控制的次优性分析[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年
5 邹志云;于德弘;胡真;;非线性HAMMERSTEIN系统的预测控制及其pH过程应用[A];第十届全国信息技术化工应用年会论文集[C];2005年
6 吕红丽;贾磊;;基于模糊线性化模型的非线性预测控制[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
7 张靖男;孙未蒙;郑志强;;非线性系统多模型预测控制算法研究(英文)[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
8 刘晓华;;一类双线性加权自适应预测控制[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
9 曹明;王慧;刘宝坤;;一种基于NN模型的预测控制[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
10 李杰;田学民;;基于神经网络的一种预测控制算法[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 俞杰吴胜 董斌;莫要泛化“非线性”[N];中国国防报;2007年
2 孟庆刚 王连心;中医药研究别忘了非线性[N];中国中医药报;2006年
3 黄尊文;军事思维模式的线性与非线性[N];解放军报;2006年
4 本报记者 何晓曦;中国能源战略寻求突破[N];国际商报;2004年
5 记者 杨晓 实习生 王荍;创建量子力学新论[N];四川日报;2005年
6 徐继鸿;“混沌”的魅力[N];新疆日报(汉);2000年
7 记者 芦伟/北京;非线性制播系统之解决方案[N];电子资讯时报;2003年
8 杨保国 本报记者 吴长锋;“能得人和事不难”[N];科技日报;2010年
9 本版编辑 覃光华 方华 本刊记者 庞亚斌;面向对象技术:让洪水预报更及时[N];中国水利报;2006年
10 张晔 王燕宁;陶醉于非线性之美[N];科技日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗秋滨;一类非线性系统预测控制中的建模问题[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 张济民;基于神经网络的预测控制在摆式客车倾摆系统的应用研究[D];西南交通大学;2004年
3 刘晓华;非线性系统模糊控制研究[D];大连理工大学;2002年
4 赵峻;基于学习方法的非线性系统主动容错控制研究[D];中国矿业大学;2010年
5 何静;基于观测器的非线性系统鲁棒故障检测与重构方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
6 苏亚坤;基于T-S模糊模型的非线性系统的控制与滤波设计[D];青岛大学;2010年
7 李姝;基于预测控制的汽油发动机怠速控制方法研究[D];吉林大学;2010年
8 刘鹏;非线性时滞系统最优控制器的近似设计研究[D];中国海洋大学;2005年
9 赵燕;非线性系统中时滞及丢包问题的模糊控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 赵燕;非线性系统中时滞及丢包问题的模糊控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张金栋;非线性预测控制的鲁棒性研究[D];兰州理工大学;2003年
2 曾海莹;基于T-S模型的模糊广义预测控制方法研究及应用[D];厦门大学;2006年
3 张荫芬;热工过程预测控制研究[D];华北电力大学(北京);2003年
4 周硕;非线性系统预测控制的鲁棒性分析[D];青岛科技大学;2011年
5 李睿;神经网络在非线性预测控制中的应用研究[D];西安理工大学;2005年
6 李湘君;智能预测控制算法及其应用研究[D];南京工业大学;2004年
7 屠小娥;基于神经网络的非线性预测控制研究[D];兰州理工大学;2007年
8 李建民;AUV水下回收预测与协调控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 郄程飞;室内温控系统的预测控制研究[D];燕山大学;2011年
10 徐莉;基于T-S模型的非线性系统预测控制研究[D];江南大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026