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基于M2SPSA的多模型控制器

作　者: 方红伟
导　师: 王先来
学　校: 天津大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 改进的自适应同时扰动随机逼近算法多模型方法模型参考自适应控制未建模对象切换控制
分类号: TM571.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本文提出了一种以改进的自适应同时扰动随机逼近算法和多模型方法为基础的对未建模型的工业过程对象进行控制的新方法，由于改进的自适应同时扰动随机逼近算法具有算式结构简单，对含有噪声的数据有较好的处理能力，可以对数学模型未知的系统进行有效处理等特点以及多模型方法对提高系统暂态响应和具备对含有大不确定性变化的系统的有效控制的特点，使得该方法在未建模型的对象控制中有很好的应用前景。本文将改进的自适应同时扰动随机逼近算法与多模型方法相结合。在具体控制过程中，首先根据系统对象的输入和输入的估计值的误差构造合适的多模型切换指标函数，然后根据切换指标函数选择对应的控制器。系统利用多模型控制器中的基于改进的同时扰动随机逼近算法的控制器的输出值和控制对象的输入之差构造对应此自适应控制器参数的性能指标。对此性能指标的极小化过程中使用了改进的自适应同时扰动随机逼近算法。同时，在选择参考输入信号的时候，本文采用一种称为虚拟模型参考自适应的智能选取参考输入信号的方法。多模型方法的介入提高了整个系统的快速性、鲁棒性和稳定性，可以利用多固定模型控制器的参数对基于改进的自适应同时扰动随机逼近算法控制器进行重新赋初值。本文以一般工业过程为控制对象进行了计算机仿真，仿真验证了本文方法的正确性和实用性。

全文目录

第一章绪论  6-11
  1.1 随机逼近概述  6
  1.2 模型参考自适应系统简介  6-8
  1.3 多模型方法原理概述  8-9
  1.4 本文的主要研究工作及内容安排  9-11
第二章随机逼近算法的研究  11-29
  2.1 RM与KW算法简介  11-12
  2.2 同时扰动随机逼近算法  12-20
    2.2.1 引言  12-13
    2.2.2 同时扰动随机逼近算法  13-17
    2.2.3 同时扰动随机逼近算法的几种变形  17-18
    2.2.4 同时扰动随机算法与其它几种方法的比较  18-20
  2.3 自适应同时扰动随机逼近算法  20-29
    2.3.1 自适应同时扰动算法的基本形式  21-22
    2.3.2 自适应同时扰动随机逼近算法的收敛性  22-25
    2.3.3 使用自适应同时扰动随机逼近算法时的注意事项  25-29
第三章多模型控制器设计的研究  29-40
  3.1 概述  29
  3.2 国内外多模型控制的发展  29-31
  3.3 多模型自适应控制模型集的建立  31-32
  3.4 固定模型与自适应模型的不同结合方式  32-33
  3.5 多模型自适应控制的分类  33-39
    3.5.1 交互式多模型方法  33-34
    3.5.2 加权式多模型方法  34-35
    3.5.3 切换式多模型方法  35-39
  3.6 非线性系统的多模型自适应控制  39-40
第四章基于M2SPSA算法的自适应多模型控制器设计与研究  40-65
  4.1 引言  40
  4.2 改进的2SPSA方法的研究  40-48
    4.2.1 一种新的正定映射以及矩阵条件数和2SPSA的关系  41-43
    4.2.2 M2SPSA算法  43-44
    4.2.3 M2SPSA算法的渐进性分析  44-46
    4.2.4 M2SPSA算法数字仿真及分析  46-48
  4.3 基于M2SPSA的多模型控制器的设计和应用  48-57
  4.4 仿真  57-65
    4.4.1 控制对象为玻璃窑炉温度的仿真结果  58-60
    4.4.2 对象为某钢铁锅炉温度的仿真结果  60-62
    4.4.3 对象为某不同工况下运行的直流锅炉高温过热器的仿真  62-65
第五章总结  65-67
参考文献  67-70
发表论文及参加科研情况说明  70-71
致谢  71

基于M2SPSA的多模型控制器

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