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《浙江大学》 2001年
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非线性系统控制策略的研究

张涛  
【摘要】: 本文研究了非线性系统的控制策略及其在交流传动中的应用,主要的内容涉及三个方面:神经网络控制、微分几何控制和代数控制。 神经网络控制是一种基本上不依赖于模型的控制方法,已经成为智能控制的一个重要分支领域。作为局部逼近神经网络之一的小脑模型关节控制器(CMAC)对处理非线性映射、建立非线性关系具有独特的优点,本文将CMAC应用于交流伺服电动机系统的控制,采用边学习边控制的工作机制,取得了良好的实验结果。而神经网络直接自适应控制所构成的控制系统结构简单,利用BP算法的快速收敛性,能够快速跟踪给定的目标。神经网络自校正控制主要用于被控对象含有扰动的场合,这种控制对于抑制前馈通道中的干扰有极大的优越性。 微分几何方法一直是非线性控制研究的主流,在非线性系统的分析和设计上都取得了一些成果。由于仿射非线性系统的状态反馈需要依赖于参数,本文给出了一种在反馈线性化基础上的自适应控制方案,通过对参数的在线自适应估计,把估计的参数应用于状态反馈当中,以达到鲁棒线性化控制的目的。本文研究的重点在于给出了从理论向实际的转化过程,通过对交流伺服电动机系统中参数的实时自适应估计,再将估计的参数用于对伺服电动机的自适应控制,仿真结果表明这一控制策略能够使交流伺服系统具有优良的品质。同时,本文对非最小相位系统的零动态问题也给予了讨论。通过对弱非线性非最小相位系统解耦矩阵的分析,将原系统的状态进行扩张,以得到与原系统在本质上相似的近似系统,然后再对近似系统进行反馈线性化设计。 针对微分几何方法在非线性系统的可逆性和动态反馈问题上的不足,本文对代数方法予以了关注。一种方法是采用线性代数理论与动态扩张算法相结合来对非线性系统进行解耦分析,通过运用动态扩张算法来构造非线性系统的根而达到对非线性系统解耦控制的目的。另一种方法是采用Singh算法与微分代数理论相结合对非线性系统进行解耦设计,通过对采用Singh算法后得到的解耦系统的矩阵,来计算其本性耦合关系,寻找出某个分划是原非线性系统的解耦结构,并以交流伺服电动机为例进行了分析。另外,对于仿射非线性系统与微分系统之间的关系,本文利用代数理论对向量场与微分—形在非线性状态反馈线性化方面的差异和联系进行了讨论,得出了仿射非线性系统的分布是对合的充要条件就是保证微分系统可以化成扩展Goursat正则形所要求的条件。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TP13

【引证文献】
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1 刘媛,王卫红;基于CMAC的转台系统逆控制器设计及仿真[J];计算机仿真;2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郭文杰;航天器大气环境模拟用高压大功率电弧加热器电源系统研究[D];北京交通大学;2008年
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2 方艳霞;基于非线性反向递推方法的永磁同步电动机控制器设计[D];沈阳工业大学;2006年
3 庞宇;自适应逆控制在工业生产中的应用[D];北京化工大学;2007年
4 涂俊俊;熔化极气体保护焊弧长控制技术研究[D];中南大学;2010年
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【参考文献】
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 张彤;王建平;孟改样;;异因同果关联神经网络在工程造价中的应用研究[J];四川建筑科学研究;2009年02期
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3 刘艳红;李春文;汤洪海;;电力系统一般非线性综合切换励磁控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 陈泰任;曹卫华;吴敏;雷琪;;一种新的集成模型在焦炉火道温度软测量中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 李德伟;席裕庚;;有界扰动系统基于集结的鲁棒预测控制器设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 杨俊春;胡军;吕孝乐;;高超声速飞行器再入段滑模跟踪控制设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 梁捷;陈力;;漂浮基空间机械臂姿态、关节协调运动的模糊变结构滑模控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 陈志煌;陈力;;漂浮基双臂空间机器人本体与末端抓手协调运动的模糊滑模控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 张颖;巢志骏;席裕庚;;预测调度算法在单机问题中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 王孝红;吴姝芹;申涛;范勇;;灰色预测控制及在篦冷机系统中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 李华文;船舶交通管理系统经济社会影响评价研究[D];大连海事大学;2010年
5 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
6 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
7 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
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9 王前;开关电源的协同控制理论及脉宽调制应用技术研究[D];华南理工大学;2010年
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1 凌刚;基于DSP+FPGA的永磁同步电动机伺服驱动器研究[D];安徽工程大学;2010年
2 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
3 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
4 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
5 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
6 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
7 张永宾;居住区景观设计方案评价方法初探[D];中南林业科技大学;2009年
8 吴家瑞;服装产品加工成本快速估算方法研究[D];浙江理工大学;2010年
9 武海博;预测函数控制系统的鲁棒性研究[D];郑州大学;2010年
10 孔祥伟;城市二次供水智能控制系统的研究与开发[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹柳林,陶斌军;基于对角递归神经网络的粘度软测量模型[J];北京化工大学学报(自然科学版);2001年02期
2 董翠英,陈娟;基于逆系统方法的内模控制在伺服系统低速问题中的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年02期
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7 刘珊中,朱邦太,邓兵;基于H_∞控制的倒摆平衡系统鲁棒性研究[J];电光与控制;2000年02期
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10 郭海云;李桓;刘辉;梁秀娟;李幸呈;;基于协调控制的双丝脉冲焊系统[J];电焊机;2006年08期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 韩红桂;乔俊飞;;一种自组织模糊神经网络研究[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
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2 窦汝振;高性能永磁交流伺服系统及其新型控制策略的研究[D];天津大学;2003年
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8 陈亮;循环流化床锅炉建模及其智能控制系统的研究[D];浙江大学;2005年
9 王玉坤;自适应逆控制及其应用的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
10 李伟;感应电机的非线性控制研究[D];华南理工大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张庆龙;歼击机神经网络逆系统自修复控制及可视化研究[D];南京航空航天大学;2002年
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5 于建江;基于后推设计的鲁棒自适应模糊控制研究[D];扬州大学;2004年
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8 程冰;模糊神经网络研究[D];广东工业大学;2005年
9 杜金刚;基于动态逆方法的飞行控制系统设计与仿真[D];西北工业大学;2006年
10 冀尔康;基于神经网络的自适应逆控制方法研究[D];燕山大学;2006年
【二级引证文献】
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1 戴隽文;郝瑞祥;游小杰;;一种用于大功率电弧加热器的等离子电弧模型[J];电工技术学报;2011年01期
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1 陈明敏;连续弧等离子点火电源技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张宁;直线倒立摆起摆与稳摆控制的优化与改进[D];大连理工大学;2010年
3 王昱峰;一个飞轮倒立摆系统的建模与平衡控制的研究[D];北京工业大学;2011年
4 姬俊鹏;基于CAN总线的温湿度监控系统及CMAC神经网络的应用[D];南京理工大学;2005年
5 刘琛;二级倒立摆系统的稳定控制研究[D];西北工业大学;2007年
6 李志鸿;倒立摆系统的模糊控制研究[D];西安建筑科技大学;2007年
7 邱宏;倒立摆控制与网络实验研究[D];扬州大学;2007年
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10 张龙;直线二级倒立摆的稳定控制研究[D];西安建筑科技大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周超俊,蒋慰孙,藤井省三;非线性系统的多模态ARMAX模型──一种基于插值理论的模型[J];自动化学报;1995年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 秦孝艳;陈卫田;初学导;;不确定非线性系统的鲁棒自适应控制[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
7 曹曙光;;一般非线性系统的规范型[A];第三届全国控制与决策系统学术会议论文集[C];1991年
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10 李世华;田玉平;;一类二阶非线性系统的有限时间状态反馈控制器[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005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 记者 杨晓 实习生 王荍;创建量子力学新论[N];四川日报;2005年
5 徐继鸿;“混沌”的魅力[N];新疆日报(汉);2000年
6 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
7 杨保国 本报记者 吴长锋;“能得人和事不难”[N];科技日报;2010年
8 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
9 张晔 王燕宁;陶醉于非线性之美[N];科技日报;2006年
10 本报记者  张蕾;干科学事业 绘精彩人生[N];光明日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘晓华;非线性系统模糊控制研究[D];大连理工大学;2002年
2 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
3 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
4 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
5 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
6 刘继兵;开放量子体系中几何相位的研究[D];华中科技大学;2008年
7 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
8 张果;基于T-S模型的非线性系统的模糊控制[D];西安电子科技大学;2009年
9 张涛;非线性系统控制策略的研究[D];浙江大学;2001年
10 谢楠;不确定非线性时滞系统的保成本控制研究[D];中国海洋大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗忠宝;非线性自适应逆控制在无人机自驾仪中的应用研究[D];吉林大学;2008年
2 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
3 仲兆准;非线性系统的鲁棒无源化控制[D];南京理工大学;2005年
4 李秀英;非线性系统的模糊辨识与控制[D];黑龙江大学;2005年
5 侯志鹏;基于强化学习的模糊神经网络控制研究及应用[D];华北电力大学(北京);2007年
6 陈信怀;移相全桥零电压开关变换器中的非线性现象及其控制[D];安徽大学;2007年
7 朱丽雅;非线性不确定系统的自适应神经网络控制[D];南京信息工程大学;2008年
8 解琦;基带预失真技术研究[D];西安电子科技大学;2008年
9 刘洪娥;广义预测控制的研究与仿真[D];中国石油大学;2008年
10 贺超英;一类非线性系统的自适应控制器的设计与应用[D];湖南大学;2004年
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