迟滞特性的相似性建模方法研究

发布时间：2017-09-08 05:01

  本文关键词：迟滞特性的相似性建模方法研究

  更多相关文章： 迟滞特性 Bouc-Wen模型 几何相似性 时间尺度相似性 参数估计

【摘要】：迟滞特性是一类非常常见的系统非线性特性,它广泛存在于自动控制、土木工程、电力工程、光学仪器工程等多种领域。很多迟滞非线性材料由于其定位精度高、驱动力大和快速响应等特点而被广泛应用于精密加工和定位系统中。然而存在于这些系统中的迟滞非线性不仅会降低系统的控制精度,甚至还会造成系统不稳定。因此,对迟滞非线性的研究具有重要的实际意义。然而,传统的建模方法计算比较复杂,占用存储空间较大。为此,本文开展了对迟滞模型相似性建模方法的研究,这种模型没有复杂的运算,也不需要大量的存储空间。首先,基于Bouc-Wen模型通用性强且数学表达式比较简单等优点,介绍了经典Bouc-Wen模型的数学描述及其迟滞特性。研究了经典Bouc-Wen模型的几何相似性和时间尺度相似性,并采用Euclidean距离函数来进行相似性度量;分别用最小二乘法和粒子群优化算法对相似性模型进行参数估计。其次,在研究了Bouc-Wen模型相似性的基础上,针对简单的线性模型(一阶线性模型和二阶线性模型)研究其相似特性。采用Euclidean距离函数来进行相似性度量,分别用最小二乘算法和粒子群优化算法对相似性模型进行参数估计。最后,考虑到实际迟滞材料的模型结构,基于前面对Bouc-Wen模型和线性模型相似特性的研究,将二者组合,构成类Hammerstein模型,研究其相似特性。同样采用Euclidean距离函数来进行相似性度量,分别用最小二乘算法和粒子群优化算法对相似性模型进行参数估计。
【关键词】：迟滞特性 Bouc-Wen模型 几何相似性 时间尺度相似性 参数估计
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP18
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题研究背景和意义9
• 1.2 国内外研究现状9-17
• 1.2.1 典型的迟滞模型9-15
• 1.2.2 常用的参数估计方法15-17
• 1.3 本文主要研究工作及结构安排17-19
• 第2章 基于相似性的建模方法19-27
• 2.1 几何相似性19-20
• 2.2 时间尺度相似性20-21
• 2.3 相似性度量21-23
• 2.3.1 Euclidean距离21-22
• 2.3.2 几何相似性度量22
• 2.3.3 时间尺度相似性度量22-23
• 2.4 相似性模型的参数估计23-25
• 2.4.1 线性最小二乘估计算法23-24
• 2.4.2 粒子群优化算法24-25
• 2.5 本章小结25-27
• 第3章 迟滞Bouc-Wen模型的相似性建模方法研究27-49
• 3.1 迟滞Bouc-Wen模型27-29
• 3.1.1 Bouc-Wen模型的数学描述27
• 3.1.2 经典Bouc-Wen模型的迟滞特性27-29
• 3.2 迟滞Bouc-Wen模型的几何相似性建模方法研究29-43
• 3.2.1 迟滞Bouc-Wen模型的几何相似现象29-31
• 3.2.2 几何相似性度量31-34
• 3.2.3 几何相似性参数估计34-43
• 3.3 迟滞Bouc-Wen模型的时间尺度相似性建模方法研究43-46
• 3.3.1 迟滞Bouc-Wen模型的时间尺度相似现象43-44
• 3.3.2 时间尺度相似性度量及参数估计44-46
• 3.4 本章小结46-49
• 第4章 线性模型的相似性建模方法研究49-65
• 4.1 一阶线性模型的相似性建模方法研究49-56
• 4.1.1 一阶线性模型的几何相似性研究50-55
• 4.1.2 一阶线性模型的时间尺度相似性研究55-56
• 4.2 二阶线性模型的相似性建模方法研究56-63
• 4.2.1 二阶线性模型的几何相似性研究56-62
• 4.2.2 二阶线性模型的时间尺度相似性研究62-63
• 4.3 本章小结63-65
• 第5章 类Hammerstein模型的相似性建模方法研究65-79
• 5.1 类Hammerstein模型的几何相似性研究65-73
• 5.1.1 升程与极小值的关系65-69
• 5.1.2 降程与极大值的关系69-73
• 5.2 类Hammerstein模型的时间尺度相似性研究73-76
• 5.2.1 类Hammerstein模型的时间尺度相似现象73-74
• 5.2.2 时间尺度相似性度量及参数估计74-76
• 5.3 本章小结76-79
• 结论79-81
• 参考文献81-87
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单87-89
• 致谢89

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本文编号：812013