学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

分数阶系统辨识与控制研究

作　者: 余志雄
导　师: 李大字
学　校: 北京化工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 分数阶微积分 分数阶系统辨识 分数阶系统结构辨识 分数阶PI~λD~μ控制器 分数阶IMC IMC_ISE 分数阶观测器 NLJ
分类号: TP13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 162次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


分数阶微积分在数学领域中是一门古老而又新颖的课题,是传统整数阶微积分的扩张。近些年来随着分数阶微积分理论的发展,分数阶微积分理论应用于控制理论和控制实践的研究已经开始,并不断取得一些很好进展。目前,对于分数阶控制系统的研究还不是很全面,所有的研究都只是基础性的,还有很多问题有待进一步深化研究。在前人研究基础上,本文主要在以下几个方面对分数阶控制系统进行了深入的研究:根据分数阶自身特点,改进NLJ使其用于分数阶优化辨识,仿真表明该辨识方法是很理想的。借鉴整数阶结构模型辨识的思想,本文提出模型结构辨识,由于现在分数阶系统都是基于已知阶次或者结构上的辨识,所以本文这一思想具有一定的历史和现实意义。改造Adaline网络结构,用其核心思想使其适用于分数阶系统辨识,这种方法经过仿真表明其辨识效果良好。由于IMC整定控制器时,不可避免引入模型误差,因此本文在IMC基础上对分数阶IMC控制器的系数进行优化,弥补模型引起的误差。仿真也表明其效果由于单独的IMC方法。借鉴整数阶全维观测器方法,把它用于分数阶系统观测器的设计上,并针对分数阶系统自身特点进行稳定性改进和限制,使其适合分数阶观测器设计。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-13
第一章 绪论  13-17
  1.1 引言  13
  1.2 理论发展与前人研究成果  13-15
  1.3 本论文研究内容  15-17
第二章 数学基础与分数阶理论基础  17-33
  2.1 数学基础函数  17-18
    2.1.1 Gamma函数  17
    2.1.2 MIttag-Leffler函数  17-18
  2.2 分数阶微积分定义  18-20
    2.2.1 Cauchy分数阶微积分定义  18
    2.2.2 Gr(u|¨)ndald-Letnikov定义  18-19
    2.2.3 Riemann-Liouville定义  19
    2.2.4 Caputo定义  19-20
  2.3 分数阶微积分的Laplace变换  20-22
    2.3.1 Laplace变换的定义与性质  20-21
    2.3.2 分数阶微积分的Laplace变换  21-22
  2.4 分数阶微积分的Fourier变换  22-24
    2.4.1 Fourier变换的定义与性质  22
    2.4.2 分数阶积分的Fourier变换  22-23
    2.4.3 分数阶微分的Fourier变换  23-24
  2.5 利用Gr(u|¨)ndald-Letnikov定义求解分数阶微积分  24-25
  2.6 分数阶微积分的滤波算法和拟合  25-29
    2.6.1 Oustloup方法  25-27
    2.6.2 Chare方法  27-29
  2.7 分数阶微积分方程  29-31
    2.7.1 分数阶微积分方程的解的存在性与唯一性  29-30
    2.7.2 分数阶线性微分方程的解析解  30-31
    2.7.3 分数阶微积分方程数值解法  31
  2.8 本章小结  31-33
第三章 分数阶系统辨识  33-73
  3.1 分数阶微积分系统的描述  33-34
  3.2 几种优化方法的辨识  34-45
    3.2.1 基于随机数直接搜索辨识  34-37
    3.2.2 基于粒子群算法辨识  37-39
    3.2.3 基于遗传算法辨识  39-43
    3.2.4 基于模拟退火算法辨识  43-45
  3.3 基于NLJ算法的辨识  45-60
    3.3.1 模型结构已知的参数和阶次辨识  48-52
    3.3.2 NLJ优化算法的改进  52-58
    3.3.3 模型结构参数和阶次的辨识  58-60
  3.4 比例分数阶系统辨识  60-64
  3.5 零极点形式分数阶系统辨识  64-67
  3.6 基于单层Adaline网络结构模型分数阶系统辨识  67-71
  3.7 本章小结  71-73
第四章 分数阶微积分系统控制的研究  73-79
  4.1 分数阶微积分控制系统  73-75
  4.2 分数阶控制器整定  75-77
  4.3 本章小结  77-79
第五章 分数阶微积分系统观测器  79-89
  5.1 分数阶微积分系统能观性  79-80
  5.2 分数阶系统观测器设计  80-88
  5.3 总结  88-89
第六章 总结和展望  89-91
  6.1 总结  89
  6.2 研究展望  89-91
参考文献  91-95
致谢  95-97
研究成果及发表的学术论文  97-99
作者和导师简介  99-100
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  100-101

相似论文

  1. 单变量系统辨识方法的研究与仿真,O231
  2. 单变量辨识方法的研究与工程化应用,TP273
  3. 乙醛氧化制醋酸装置的软测量先进控制和优化控制,TQ225
  4. 时滞系统的分数阶控制与观测器设计研究,O172
  5. 分数阶控制系统分析及应用研究,TP13
  6. 分数阶微积分滤波原理、应用及分数阶系统辨识,O235
  7. 最优分数阶PID控制器的设计与研究,TP13
  8. 几类混沌系统的同步控制,O415.5
  9. 几类分数阶微分积分方程的数值解,O241.8
  10. 分数阶微积分在粘弹性流体力学中的某些应用,O357
  11. 分数阶微积分理论在粘弹性流体力学及量子力学中的某些应用,O411.1
  12. 基于分数阶微积分的飞航式导弹控制系统设计方法研究,TJ761.5
  13. 分数阶微积分在粘弹性材料本构方程中的某些应用,O345
  14. 分数阶微积分及其在粘弹性材料和控制理论中的应用,O175
  15. 延安Q_2黄土的力学及流变特性研究,P642.131
  16. 高填方路堤流变沉降本构模型及其计算方法研究,U416.12
  17. 分数阶PID控制器及参数不确定分数阶系统稳定域分析,O172
  18. 分数阶PI～λD～μ控制器的设计及数字实现,TM571.6
  19. 分数阶微积分系统控制方案设计及参数整定,TP13
  20. 基于分数阶PI～λD～μ的网络拥塞控制,TP393.07

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化基础理论 > 自动控制理论
© 2012 www.xueweilunwen.com