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基于基元空间的非线性系统控制方法研究

作　者: 方子亭
导　师: 赵明旺
学　校: 武汉科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 非线性系统逼近基元模型逼近基元状态转移矩阵非线性控制器
分类号: TP13
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在现代控制理论中,线性系统理论研究已经趋于完善,但非线性系统理论的研究依然是一个难点问题。由于非线性系统的复杂性,目前的主要研究方法都存在不确定性、无层次性以及自身的应用范围和局限性等问题,因而对于非线性系统理论的研究还没有形成一套系统、有效的理论体系。本文从非线性系统的动力学过程出发,建立非线性系统的逼近基元空间模型,在逼近基元空间分析非线性系统的运动特征,设计非线性系统的最优控制器。本文首先定义了一种逼近基元模型,并提出了构建非线性系统逼近基元模型的辨识方法。通过逼近基元模型建立非线性受控系统的可控状态转移矩阵,在可控状态转移矩阵的基础上,可以对非线性受控系统的控制性能进行分析,寻求最优控制策略,完成非线性最优控制器的设计。逼近基元模型将数量空间、逼近空间和符号空间联系起来,能够有效地对非线性受控系统进行完整地、综合地分析与研究。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
第一章绪论  7-10
  1.1 控制理论的发展及其面临的挑战  7
  1.2 非线性系统模型  7-8
  1.3 非线性控制系统的复杂性及主要方法  8-9
  1.4 本文的主要内容和结构安排  9-10
第二章非线性系统逼近基元模型  10-21
  2.1 逼近基元模型描述  10-11
    2.1.1 非线性系统逼近基元模型  10-11
    2.1.2 非线性系统逼近基元模型扩展  11
  2.2 逼近基元空间论域划分  11-13
  2.3 逼近基元模型辨识  13-21
    2.3.1 基于已知模型的逼近基元模型辨识  13-18
    2.3.2 基于采样数据的逼近基元模型辨识  18-21
第三章非线性系统的运动控制分析  21-25
  3.1 逼近基元状态转移矩阵特性  21-23
    3.1.1 逼近基元状态转移矩阵  21-22
    3.1.2 状态转移的矩阵描述  22-23
  3.2 逼近基元状态转移矩阵运动分析  23-25
第四章非线性系统控制器的设计  25-38
  4.1 受控系统的逼近基元状态转移矩阵  25-27
    4.1.1 受控系统逼近基元状态转移矩阵算法  26-27
    4.1.2 合成可控状态转移矩阵  27
  4.2 受控系统控制器的设计  27-38
    4.2.1 受控系统符号空间内的最优控制策略  28
    4.2.2 受控系统逼近基元空间内的控制策略  28-32
    4.2.3 受控系统控制器设计仿真研究  32-38
第五章总结与展望  38-39
  5.1 论文总结  38
  5.2 下一步工作展望  38-39
参考文献  39-41
致谢  41-42
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文  42-43
详细摘要  43-46

基于基元空间的非线性系统控制方法研究

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