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《哈尔滨工程大学》 2002年
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突变控制技术及其应用研究

孙尧  
【摘要】: 目前世界各国许多学者都在致力探索非线性控制问题的解决方法。控制系统的非线性控制规律研究是当今自控理论学界重点研究的课题之一。本论文将致力于探索一种新的控制理论及其应用方法,即将突变理论引入到控制系统中,形成突变控制的一些理论方法。并将突变控制机制的研究应用于一些特殊控制场合。 本文从研究系统的突变现象入手,将突变理论引入到系统的分析与控制中,使之与控制理论相结合,并提出一个新的概念——突变控制理论,进而研究突变控制的技术方法及其在人工心脏控制系统和导航系统中的应用。 人工心脏是彻底解决心肌坏死性疾病的主要途径,但是目前世界上还未研究出能够全部植入人体的有效替代原有心脏功能的人工心脏(简称全植入式人工心脏)。可以说,控制将是全植入式人工心脏的关键技术之一,而人工心脏的控制决不是简单的线性控制或常规的非线性控制。因此,本论文所研究的具有突变机制的控制系统将有助于推动全植入式人工心脏的进展。 突变控制模型就是针对具有突变特征非线性系统而提出的,也可以说是从一个全新的角度对某些非线性控制系统解决方案的一种探索。 将突变理论与控制技术相结合,首次提出了突变控制技术的概念。对于具有突变机制的系统进行了较为深入的研究,并给出了突变控制解决方案,以便实现有效控制。突变在于系统状态的突然改变,状态的改变不只是有快、慢之分,更主要是分析其变化的模式和规律。系统突变有其原因(包括内因和外因),系统突变的内因是系统运行到一定阶段或状态而自然发生的;系统突变的外因是系统在运行时受到外界的干扰而发生的。系统状态发生突变的现象是存在的,但是以往很少对其突变特性进行研究。当系统中的信息在某一阶段呈现突变状态时,根据其突变特点及归属类型引入不同的势函数模型。将势函数方程引入到控制系统的建模,就可以对系统的变化进行定量描述。本论文就是利用突变理论研究控制系统的突变特性,并提出突变控制模型以描述系统状态变化的规律。突变势函数被引入控制系统,首次提出了突变控制模型;设计了突变预测模型,并将其应用于有关控制系统中。 ’ 哈尔滨工程人学博士学位论文 人工心脏的控制既属于工程控制论范畴,也属于主物控制论范畴。在对 大量B型超声心动图和ECT图象实验的基础上,建立了人体心脏运动模型, 首次设计了全植入式人工心脏控制系统的突变控制模型。突变控制模型的研 究是将突变理论引入到控制理论中的重要一步,也可以说是两种理论的结合 点,很有可能成为今后研究新的突变控制理论的基础。主于人体心脏运动具 有突变性质,所以为了使人工心脏能够逼近真实心脏的运动过程,那么其控 制系统中就应具有突变控制模型。因此,对于突变控制模型的研究具有较为 重要的理论意义和实际应用价值。 针对舰艇战斗航海需要,将突变控制技术应用到惯性组合导航系统中, 首次设计了导航控制系统应急状态突变控制模型,突变故障诊断模型c
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP273

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