具有噪声干扰的非线性时变系统多维泰勒网优化控制
发布时间：2022-02-21 15:33
作为工程技术中最为普遍的现象,非线性系统的稳定性分析和控制器设计具有重要理论价值和现实意义。寻求一种简单、直接对非线性系统进行控制和处理的方法,是自动控制领域一直追求的目标。本文立足于这一问题,从工程实现角度出发,以稳定性证明为基础,以提高动态性能为核心,以改善计算复杂度为关键,旨在为多维泰勒网（MTN）在非线性系统中的应用研究提供一定理论基础。尽管在非线性系统控制领域取得了丰硕的研究成果,但其大都缺乏对耦合、不确定性、时变特性以及测量噪声的综合考虑。而如何在确保实时性能的前提下将系统耦合、随机因素、时变特性和不确定非线性的影响一同最小化是具有重要意义的。近年来,MTN优化控制方法已广泛应用于非线性系统的控制中,为非线性系统控制器设计和稳定性分析提供了新的解决方案。本文利用多维泰勒网优良特性,结合系统辨识、自适应控制和非线性滤波等方法,对几类具有噪声干扰的非线性时变系统的跟踪控制问题进行了深入研究,提出了基于MTN的综合优化控制策略,并采用Lyapunov稳定性理论,证明闭环系统的稳定性。论文的主要研究工作概括如下:1.为解决含噪声单输入单输出（SISO）非线性时变系统实时跟踪控制问题...
【文章来源】：东南大学江苏省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 课题研究现状
1.2.1 含噪声非线性时变系统辨识研究现状
1.2.2 非线性时变系统自适应控制研究现状
1.2.3 时变噪声自适应滤波研究现状
1.3 尚待解决的问题及提升方案
1.4 本文的主要研究内容和结构安排
1.4.1 本文的主要研究内容及创新点
1.4.2 本文的结构安排
1.5 本文需要的部分引理和定义
第二章 含噪声SISO非线性时变系统MTN逆控制
2.1 引言
2.2 非线性逆系统的可行性研究
2.2.1 逆系统
2.2.2 SISO非线性逆系统存在的一般条件
2.3 单输入单输出多维泰勒网模型
2.4 自适应逆控制策略和方案
2.4.1 基本原理
2.4.2 综合方案
2.5 自适应系统辨识(正建模)
2.5.1 建模问题描述
2.5.2 最优结构实现
2.5.3 综合辨识策略
2.6 自适应前馈控制(逆建模)
2.6.1 离线/在线逆建模
2.6.2 自适应BPTM算法
2.7 自适应噪声干扰消除
2.8 仿真算例
2.9 实际算例
2.10 本章小结
第三章 含噪声SISO不确定非线性时变系统自适应MTN辨识和控制
3.1 引言
3.2 问题描述
3.3 自适应MTN辨识
3.3.1 自适应辨识算法
3.3.2 灵敏度计算方法
3.4 自适应MTN控制
3.4.1 控制器设计
3.4.2 自适应控制算法
3.5 自适应MTN滤波
3.6 收敛性分析与稳定性证明
3.7 实施步骤
3.8 仿真算例
3.9 本章小结
第四章 含噪声MIMO非线性时变系统自适应MTN控制
4.1 引言
4.2 问题描述
4.3 多输入多输出多维泰勒网模型
4.4 自适应MIMOMTN控制
4.5 闭环系统稳定性分析
4.6 自适应MIMOMTN滤波
4.6.1 基于Lyapunov理论的自适应滤波
4.6.2 基于MTN的自适应MIMOLAFFIR滤波器
4.6.3 MIMOLAF算法的收敛性和稳定性分析
4.7 仿真算例
4.8 本章小结
第五章 含噪声不确定MIMO非线性时变系统MTN最优跟踪控制
5.1 引言
5.2 MIMOMTN性能分析
5.3 MIMOMTN最优跟踪控制
5.3.1 控制系统结构
5.3.2 离线MIMOMTN控制器设计
5.3.3 在线MIMOMTN控制器自适应参数调节
5.4 闭环系统稳定性分析
5.5 MIMOMTNLAF滤波
5.5.1 基于MTN的自适应MIMOLAFIIR滤波器
5.5.2 改进的MIMOLAF算法收敛性和稳定性分析
5.6 计算复杂度分析
5.7 仿真算例
5.8 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 论文中有待进一步研究的问题
参考文献
作者简介
攻读博士学位期间发表、录用或已投出的学术论文
致谢
本文编号：3637548
【文章来源】：东南大学江苏省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 课题研究现状
1.2.1 含噪声非线性时变系统辨识研究现状
1.2.2 非线性时变系统自适应控制研究现状
1.2.3 时变噪声自适应滤波研究现状
1.3 尚待解决的问题及提升方案
1.4 本文的主要研究内容和结构安排
1.4.1 本文的主要研究内容及创新点
1.4.2 本文的结构安排
1.5 本文需要的部分引理和定义
第二章 含噪声SISO非线性时变系统MTN逆控制
2.1 引言
2.2 非线性逆系统的可行性研究
2.2.1 逆系统
2.2.2 SISO非线性逆系统存在的一般条件
2.3 单输入单输出多维泰勒网模型
2.4 自适应逆控制策略和方案
2.4.1 基本原理
2.4.2 综合方案
2.5 自适应系统辨识(正建模)
2.5.1 建模问题描述
2.5.2 最优结构实现
2.5.3 综合辨识策略
2.6 自适应前馈控制(逆建模)
2.6.1 离线/在线逆建模
2.6.2 自适应BPTM算法
2.7 自适应噪声干扰消除
2.8 仿真算例
2.9 实际算例
2.10 本章小结
第三章 含噪声SISO不确定非线性时变系统自适应MTN辨识和控制
3.1 引言
3.2 问题描述
3.3 自适应MTN辨识
3.3.1 自适应辨识算法
3.3.2 灵敏度计算方法
3.4 自适应MTN控制
3.4.1 控制器设计
3.4.2 自适应控制算法
3.5 自适应MTN滤波
3.6 收敛性分析与稳定性证明
3.7 实施步骤
3.8 仿真算例
3.9 本章小结
第四章 含噪声MIMO非线性时变系统自适应MTN控制
4.1 引言
4.2 问题描述
4.3 多输入多输出多维泰勒网模型
4.4 自适应MIMOMTN控制
4.5 闭环系统稳定性分析
4.6 自适应MIMOMTN滤波
4.6.1 基于Lyapunov理论的自适应滤波
4.6.2 基于MTN的自适应MIMOLAFFIR滤波器
4.6.3 MIMOLAF算法的收敛性和稳定性分析
4.7 仿真算例
4.8 本章小结
第五章 含噪声不确定MIMO非线性时变系统MTN最优跟踪控制
5.1 引言
5.2 MIMOMTN性能分析
5.3 MIMOMTN最优跟踪控制
5.3.1 控制系统结构
5.3.2 离线MIMOMTN控制器设计
5.3.3 在线MIMOMTN控制器自适应参数调节
5.4 闭环系统稳定性分析
5.5 MIMOMTNLAF滤波
5.5.1 基于MTN的自适应MIMOLAFIIR滤波器
5.5.2 改进的MIMOLAF算法收敛性和稳定性分析
5.6 计算复杂度分析
5.7 仿真算例
5.8 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 论文中有待进一步研究的问题
参考文献
作者简介
攻读博士学位期间发表、录用或已投出的学术论文
致谢
本文编号：3637548
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