非对称迟滞建模与迟滞系统辨识方法研究

发布时间：2023-02-15 19:51

　　压电陶瓷、超磁致伸缩等智能材料构成的智能结构具有体积小巧、响应速度快和精度高等优点,因而被广泛用于微电子制造、超精密加工和航空航天等重要领域中。但其本身存在的迟滞非线性不仅会增加系统的建模难度,而且容易导致系统振荡,影响系统稳定性。近年来,许多学者在迟滞特性建模与迟滞系统参数辨识方面进行了深入的研究,旨在更为准确的描述智能结构中出现的迟滞非线性特性,降低建模精度对其控制精度的影响。目前,在迟滞非线性建模方面,文献中多考虑对称的迟滞曲线,而在系统参数辨识方面多依赖于测量估计中间变量。在本文中,提出了一种基于传统Prandtl-Ishlinskii(PI)模型的非对称迟滞建模方法,和一种基于扩张状态观测器(Extended state observer,ESO)的迟滞系统参数辨识方法。论文的主要内容与成果如下:首先,提出了可用于描述非对称迟滞曲线的改进PI型。通过将传统PI模型分解为迟滞算子加权叠加与线性环节和的形式,把非线性输入函数和非对称算子引入到传统PI模型中,构造出改进PI模型。其中,利用非线性输入函数来描述迟滞曲线的中轴线,改善剩余迟滞分量的对称性。同时,设计了形式简单的非对称算...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 迟滞非线性建模
        1.2.2 迟滞非线性系统辨识方法
    1.3 论文的主要内容与构成
第2章 基于改进PI模型的非对称迟滞建模及辨识
    2.1 引言
    2.2 传统PI模型
        2.2.1 Play算子
        2.2.2 传统PI模型
    2.3 改进PI模型
        2.3.1 非对称Play算子
        2.3.2 改进PI模型
    2.4 参数辨识
    2.5 仿真验证与分析
        2.5.1 非对称迟滞曲线
        2.5.2 仿真验证
    2.6 本章小结
第3章 基于ESO的迟滞非线性系统参数辨识
    3.1 引言
    3.2 扩张状态观测器
    3.3 基于Bouc-Wen模型的迟滞非线性系统
        3.3.1 串联结构迟滞非线性系统
        3.3.2 Bouc-Wen迟滞模型
        3.3.3 迟滞系统的等效分解
    3.4 参数辨识
        3.4.1 迟滞系统等效扰动估计
        3.4.2 线性环节参数辨识
        3.4.3 线性环节参数辨识的迭代算法
        3.4.4 静态非线性环节参数辨识
    3.5 仿真实例与分析
    3.6 本章小结
第4章 一类小车位移迟滞系统的在线辨识
    4.1 引言
    4.2 小车位移迟滞系统的构造
        4.2.1 小车实验系统
        4.2.2 小车位移迟滞系统半实物仿真平台
    4.3 基于ESO的小车位移迟滞系统的在线辨识
    4.4 辨识模型在迟滞非线性补偿控制中的应用
        4.4.1 Bouc-Wen逆模型
        4.4.2 Bouc-Wen逆模型有效性
        4.4.3 基于逆模型补偿的迟滞非线性系统PID控制
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3743739