基于紧支撑多变量多项式函数的非线性随机系统概率密度函数形状控制方法

针对非线性随机系统的概率密度函数(PDF)形状控制问题,文中以FokkerPlanck-Kolmogorov(FPK)方程为研究工具,提出了一种基于紧支撑多变量多项式(CSMP)函数的非线性随机系统PDF形状控制方法。当系统处于稳定状态时,系统的PDF被困在特定的紧凑子空间中,不需要对整个空间进行积分。而CSMP函数在一段连续的空间内非0,满足紧凑子空间的特征。因此,文中将CSMP的线性组合(CSMP-LC)作为FPK方程的稳态近似解逼近目标PDF。首先,采用飞蛾扑火优化(MFO)算法优化CSMP-LC函数的参数;然后,通过对多维稳态FPK方程的每一维状态变量进行积分,确保稳态FPK方程在整个空间中的积分为0;最后,求解出一维和二维非耦合的状态变量PDF形状控制器,并进行了仿真实验。结果表明,对于一维非线性随机系统,文中提出的方法能有效地实现对不同类型目标PDF形状(单峰形状、双峰形状、三峰形状)的控制,且在目标PDF形状为复杂的三峰时,文中方法的均值、方差、峰度和偏度误差均优于其他两种方法。文中方法扩展到二维状态变量非耦合的非线性随机系统时,也能较好地实现对PDF形状的控制,为多变量随机系统的PDF形状控制研究提供了新的思路。同时,CSMP函数可以减少积分计算的复杂性,降低了非线性随机系统的PDF形状控制器的求解难度。

一类多变量非线性系统的自适应模糊控制

针对一类具有干扰和不确定性的多变量非线性系统,提出了一种自适应模糊控制方法.该多变量系统由m个互连子系统组成,每个互连子系统中的未知函数是非仿射的.由于不确定非仿射函数的存在和互连子系统之间的耦合,这类系统是很难控制的.通过利用均值定理、模糊系统、Backstepping设计方法以及引入Nussbaum类型函数,克服了这个困难.另外,与大多数研究结果相比较,提出的方法减少了在线调节参数的数量.提出的控制方法能实现闭环系统的所有信号是有界的.仿真实验表明该控制方法的有效性.

基于神经网络相对增益阵的非线性系统常规控制回路配对

化工过程一般为非线性系统,对其进行常规控制系统结构设计一般采用基于线性化模型的相对增益阵方法,但是当非线性特性对控制性能影响较大时,应采用基于非线性模型的相对增益阵方法。笔者考虑非线性静态环节与线性动态环节连接的Hammerstein模型,采用能量增益将线性动态环节转换为静态增益阵,与非线性静态环节串联为多变量非线性静态增益阵,利用神经网络分别对组合后的非线性静态增益阵的正向和逆向的映射关系进行拟合,以训练好的正/逆神经网络求取非线性相对增益阵进行常规控制回路配对。最后通过线性系统的实例分析验证了所提方法的正确性,并对酸碱中和反应和精馏塔进行了常规控制回路配对。

非线性系统控制的逆系统方法(Ⅱ)——多变量控制理论

介绍基于逆系统方法的多变量非线性控制理论,包括高阶微分方程组系统的控制设计方法、多输入多输出状态方程系统的控制设计方法、可解耦性与可镇定性分析、应用与相关理论研究等内容。

非线性系统控制的逆系统方法(I)——单变量控制理论

介绍非线性系统控制的逆系统方法及相应的单变量非线性系统的控制理论。包括:逆系统方法的基本概念和设计原理,单变量系统α阶积分逆的设计方法,连续单变量系统的控制,逆系统方法在一类分布参数系统和离散时间系统上的推广示例。

基于逆系统模型的配电网静止同步补偿器双变量非线性控制策略

通过分析配电网静止同步补偿器(distribution static synchronous compensator,DSTATCOM)的输出电压与电网电压的相角差δ与装置吸收的无功功率和有功功率的关系,建立了DSTATCOM稳态逆系统数学模型。提出以稳态逆系统数学模型为主控制器、电流反馈闭环控制为辅助控制器的双变量(δ和M)电流控制策略,并通过调节δ角控制直流侧电容电压。同时在补偿电流与直流侧电容电压控制中引入非线性PID控制技术,使得装置具有很好的自适应能力。最后经DSTATCOM模拟装置证明了所提控制方法的可行性和有效性。

基于多层局部回归神经网络的多变量非线性系统预测控制

以罐式搅拌反应器为例 ,针对复杂多变量系统的强耦合性、非线性、时变性等问题 ,研究了多变量非线性系统的预测控制及改善控制性能的方法 .采用多层局部回归神经网络离线建立预测模型 ,以偏差补偿和模型修正相结合的方式对预测模型进行误差补偿 ,经在线校正用于预测控制 .通过对性能指标中的偏差项负指数加权 ,进一步改善预测控制性能 .仿真结果表明了控制算法的有效性 .

多变量非线性系统的有约束模糊预测解耦控制

针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测解耦控制算法:首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化,将得到的系统线性化模型进行对角解耦,然后对其设计带输入约束的GPC算法.该算法充分考虑了控制输入及其增量受约束的情况,而且不必求Dio-phantine方程,减小了计算量,且削弱了变量之间的耦合程度.最后的仿真结果说明了该算法对多变量非线性系统的有效性.

多变量非线性系统的有约束模糊预测控制

针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测控制(GPC)算法.首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,利用模糊聚类算法和正交最小二乘算法对输入变量的模糊划分及后件部分的参数分别进行辨识,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化.根据得到的系统线性化模型设计GPC算法,该算法充分考虑了控制输入及其增量受约束的情况,而且不必求D iophantine方程,大大减小了计算量.仿真结果表明该算法能保证系统输出有效跟踪设定值,而且控制输入和控制增量均在其约束范围之内.

非线性多变量零阶接近有界系统的多模型自适应控制

针对一类多变量非线性离散时间系统,提出一种新的基于神经网络的多模型自适应控制方法.为了将非线性系统的高阶非线性项的限制条件放宽到零阶接近有界,该方法引入了一种新的非线性模型.该模型在传统线性回归模型基础上增加了非线性补偿项,使模型的估计误差有界.一个神经网络模型与非线性模型同时被用来对系统进行辨识.基于性能指标的切换机构选择性能较好的模型对应的控制器对系统进行控制.理论分析证明了零阶接近有界多模型自适应控制系统的有界输入和有界输出稳定性.仿真实验说明了提出的多模型自适应控制方法的有效性.

基于小波神经网络的通用多变量非线性系统辨识算法和应用

在分析小波函数对L2 (R)空间的逼近原理的基础上 ,给出了仅使用尺度函数的神经网络模型和网络学习方法 ,使得用于逼近低通系统的小波基函数大大减少 ,并给出逼近的理论依据 .提出的小波神经网络模型的学习为线性LS参数估计问题 ,具有通用性和易用性 ,并具有线性系统中线性LS参数估计的优良性质 ,保证了在训练数据受噪声污染时的网络模型的推广能力 .理论分析。

一类多变量非线性动态系统的鲁棒自适应模糊控制

对一类非线性多变量未知动态系统 ,提出了一种自适应模糊控制策略 .策略中采用IF- THEN推理规则来构造模糊逻辑系统 ,实现对系统中未知函数的估计 ,在建模误差为零的条件下设计状态反馈控制器及参数的自适应律 .分析了当存在建模误差时 。

一类具有未知参变量的非线性系统的鲁棒故障诊断(英文)

讨论了一类含有状态和输入未知参变量的非线性系统的故障诊断问题 .在满足一些几何条件的情况下 ,该类系统可化成两类不同的子系统 .对于其中一类不受故障影响的子系统 ,得到了其非线性自适应观测器及参数自适应律的设计 ;另一类受故障影响的子系统的状态是可测的 ,给出了该类子系统的基于模型监测和故障诊断的观测方案 .然后 ,给出了用于验证本文所提方案的数字示例 .

多变量非线性系统的逆系统解耦控制

本文对多变量非线性控制系统的一种新方法——逆系统解耦控制进行研究，给出状态反馈解耦条件，同时提出逆系统解耦镇定条件，最后以两自由度机械手进行仿真。

多变量非线性动态系统的全局稳定化控制器(英文)

对可化为Byrnes Isidori正规型的多变量非线性系统 ,仅利用线性组成部分的状态设计了全局稳定化控制器 .引入了有限时间滑动模态的概念 ,其优点是线性部分的状态在有限时间内趋近于零 .当非线性系统是最小相位时 。

未知多变量非线性系统自适应模糊预测控制

对一类未知多变量非线性系统提出了直接自适应模糊预测控制方法,此方法首先对被控对象提出了线性时变子模型加非线性子模型的预测模型,然后直接用模糊逻辑系统组成的向量来设计预测控制器,并基于时变死区函数对控制器中的未知向量和广义误差估计值中的未知矩阵进行自适应调整.文中证明了此方法可使广义误差向最估计值收敛到原点的一个邻域内.

多变量非线性系统的直接自适应模糊预测控制

对一类多变量非线性系统提出了直接自适应模糊预测控制方法,此方法首先对被控对象提出了线性时变子模型加非线性子模型的预测模型,然后直接利用模糊系统设计预测控制器,并基于时变增益自适应律对控制器中的未知向量和逼近误差估计值进行自适应调整。证明了此方法可使跟踪误差收敛到原点的一个邻域内,仿真结果验证了此方法的有效性。

基于知识的多变量非线性系统变结构解耦控制

文章提出了一种基于知识的变结构解耦控制策略 ,并用于多变量非线性系统的控制 ,避免了传统解耦控制所必须的建模过程 ,特别是避免了相应的大量复杂的矩阵运算。阐述了其控制知识库中的一些模块 ,给出了其算法要点。提出的策略成功地用于一个 3× 3强耦合系统———三绕组加热标准温度源的恒温控制 ,得到了温度稳定性和温度均匀性都优于 1℃的效果 ,这是传统方法用于该系统所无法实现的。

分离变量非线性系统的全局稳定性

借助Lyapunov函数方法 ,讨论了一类分离变量系统的全局稳定性和全局指数稳定性 ,得到了由系统自身特点所给出的几个显示代数判据 ,这些充分性结论为实际应用提供方便 ,推广了有关文献中的一些结果 .

分离变量的非线性非自治系统关于部分变元的稳定性

通过研究分离变量的非线性非自治系统关于部分变元的稳定性 ,得到几个判定定理 ,并推广了有关文献的结果。