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支持向量机α阶逆系统解耦控制方法

浙江大学学报（工学版） 2007年第2期41卷 226-229页

作者：宋夫华李平中国计量学院机电工程学院浙江杭州310018 浙江大学工业控制技术研究所工业控制技术国家重点实验室浙江杭州310027

为了解决采用传统逆系统方法难以建立逆模型的困难,提出了基于支持向量机(SVM)的α阶逆系统解耦控制方法.在被控对象精确模型未知的情况下,根据SVM的非线性辨识原理,利用具有高斯核函数的SVM离线建立被控对象的非线性逆模型,根据逆系统... 详细信息

为了解决采用传统逆系统方法难以建立逆模型的困难,提出了基于支持向量机(SVM)的α阶逆系统解耦控制方法.在被控对象精确模型未知的情况下,根据SVM的非线性辨识原理,利用具有高斯核函数的SVM离线建立被控对象的非线性逆模型,根据逆系统方法原理,将得到的SVM逆模型串联在原系统之前,将复杂的非线性多变量系统解耦成多个相对独立的单输入输出伪线性子系统.通过对一个典型的两输入两输出强耦合非线性系统进行仿真,结果表明,在没有系统模型先验知识的情况下,利用该方法能够建立准确的非线性系统的逆模型.基于SVM的α阶逆系统解耦控制方法适用于较一般的离散非线性系统,且结构简单,易于工程实现.

关键词：支持向量机非线性多变量系统逆系统方法解耦

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滑块机构下高旋弹头的逆系统设计方法

火力与指挥控制 2011年第7期36卷 190-194,199页

作者：李永博郭治南京农业大学工学院南京210031 南京理工大学自动化学院南京210094

建立了滑块机构下高旋弹的姿态方程,采用逆系统方法对非线性模型进行了解耦控制研究,得到了完整的状态方程,分析了基于逆系统理论解耦的可行性,推导出状态反馈后的a阶伪线性系统和内环控制算法,而后用极点配置原理设计了外环PID(Proport... 详细信息

建立了滑块机构下高旋弹的姿态方程,采用逆系统方法对非线性模型进行了解耦控制研究,得到了完整的状态方程,分析了基于逆系统理论解耦的可行性,推导出状态反馈后的a阶伪线性系统和内环控制算法,而后用极点配置原理设计了外环PID(Proportional Integral Derivative)控制律,形成了完整的闭环控制结构,最后的仿真表明:滑块机构和逆系统方法对高旋弹的姿态控制是有效的,且PID控制律的引入使得此方法更易于工程实现。

关键词：高旋弹滑块机构逆系统方法解耦控制伪线性系统 PID控制器

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基于逆系统迭代学习观测器的故障调节方法

计算机应用研究 2012年第5期29卷 1698-1701页

作者：李炜任波毛海杰兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050

针对一类满足Lipschitz条件的多输入多输出非线性可逆系统执行器故障问题,提出了一种基于迭代学习观测器的逆系统内模故障调节方法。引入PD型迭代学习策略,设计了迭代学习故障诊断观测器,用于对执行器未知时变故障进行快速、准确估计。... 详细信息

针对一类满足Lipschitz条件的多输入多输出非线性可逆系统执行器故障问题,提出了一种基于迭代学习观测器的逆系统内模故障调节方法。引入PD型迭代学习策略,设计了迭代学习故障诊断观测器,用于对执行器未知时变故障进行快速、准确估计。根据故障估计值,结合逆系统方法对逆模型进行补偿,使得补偿后的逆模型与非线性被控对象串联仍为伪线性系统;再结合内模控制实现了伪线性系统的容错控制。最后,通过仿真算例验证了该方案的有效性。

关键词：故障调节非线性系统迭代学习型观测器故障估计逆系统方法内模控制

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引入多轨线方法讨论仿射非线性系统的逆

系统工程 2002年第4期20卷 12-14页

作者：高坚佟明安贺昌政西北工业大学电子工程系陕西西安710072 四川大学管理科学系四川成都610065

将 A.M.Kovalev教授提出的多轨线求逆方法引入仿射非线性系统 ,在一定条件下使不可逆系统成为可逆。

关键词：多轨线方法讨论仿射非线性系统逆秩判据法逆系统方法

非线性LS-SVM逆系统主动容错控制方法研究

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非线性LS-SVM逆系统主动容错控制方法研究

作者：张寰兰州理工大学

学位级别：硕士

随着控制系统日益大型化和复杂化,提高系统运行的安全性和可靠性问题变得尤为突出,容错控制的出现和应用已成为解决上述问题的一条有效途径。由于非线性系统受自身结构、建模及控制方法等因素的限制,使得对非线性系统容错控制的研究变... 详细信息

随着控制系统日益大型化和复杂化,提高系统运行的安全性和可靠性问题变得尤为突出,容错控制的出现和应用已成为解决上述问题的一条有效途径。由于非线性系统受自身结构、建模及控制方法等因素的限制,使得对非线性系统容错控制的研究变得愈加困难和复杂。基于此,本文针对非线性系统,在最小二乘支持向量机(Least squares support vector machine,LS—SVM)逆系统框架下,与其它控制方法结合,进行相关主动容错控制方法的研究,主要工作如下：其一,提出了一种无模型自适应(model-free adaptive control,MFAC)外环补偿的LS-SVM逆系统控制方法。首先采用LS-SVM建立非线性系统的逆模型,并将其作为前馈控制器串联在被控对象之前,形成直接逆模型控制;考虑到实际系统中存在参数摄动、外界干扰及未知故障等因素,借助数据驱动控制策略MFAC算法设计外环补偿控制器,以应对出现参数摄动、外界扰动及未知故障时对系统的影响。最终使已设计的复合控制系统具有较强鲁棒性的同时,还对系统未知故障具有良好的容错能力。其二,提出了一种多模型LS-SVM逆／MFAC复合的主动容错控制方法。采用LS-SVM建立系统正常和各种已知故障知识的逆模型库,在系统实际运行时,通过指标切换函数的计算与分析,判断系统所处的运行状态,当系统正常或发生已知故障时,从逆模型库中直接调用与被控对象相匹配的逆模型,在形成直接逆控制实现系统容错控制的同时,辅以MFAC的外环补偿。当系统发生未知故障时,利用系统在线输入输出数据设计反馈补偿控制器MFAC,用以补偿未知故障对系统的影响,使得系统具有自适应跟踪能力,在确保期问系统安全运行的同时,以其在线数据建立当前故障模式的逆模型,并补充完善逆模型库,最终使已设计的多模型LS-SVM逆/MFAC复合的主动容错控制系统实现对已知和未知故障的可靠容错。其三,针对实际系统中故障先验知识不易获取的情况,提出了一种基于LS-SVM逆系统的干扰观测器的故障调节内模控制方法。首先基于LS-SVM逆模型构建干扰观测器,然后将干扰观测器方法引入系统故障估计;其次依据故障估计值附加相应的控制律,对故障的影响进行实时补偿,实现对故障的容错。考虑建模误差及外界扰动,基于逆系统内模控制方法形成闭环,从而提高系统的总体性能和鲁棒性。

关键词：非线性系统逆系统方法 LS-SVM 数据驱动控制主动容错控制多模型控制

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一类非线性系统反馈线性化设计方法研究

一类非线性系统反馈线性化设计方法研究

作者：马国梁南京理工大学

学位级别：硕士

本文以典型的多变量非线性系统—MODEL750陀螺仪系统为研究对象，根据其运动机理建立了系统的数学模型，系统地研究了非线性系统的反馈线性化设计问题，主要包括以下内容： (1)对微分几何理论中的状态反馈精确线性化方法及输入输出解耦... 详细信息

本文以典型的多变量非线性系统—MODEL750陀螺仪系统为研究对象，根据其运动机理建立了系统的数学模型，系统地研究了非线性系统的反馈线性化设计问题，主要包括以下内容： (1)对微分几何理论中的状态反馈精确线性化方法及输入输出解耦线性化方法进行了系统的分析比较，将输入输出解耦线性化方法的研究结果推广到一般非线性时变系统，并提出了一般非线性时变系统的相对阶集合概念，阐述了基于函数可控性的逆系统方法与输入输出解耦线性化方法的一致性。 (2)在研究总结了反馈线性化设计方法的基础上，针对MODEL750系统模型进行了分析。采用输入输出解耦线性化方法完成了该多变量非线性系统的反馈线性化设计，在此基础上引入智能PID控制来改善整个控制系统的动态性能并增强了鲁棒性，就跟踪问题对所研究的控制方法进行了仿真研究。 (3)在仿真研究的基础上，将基于输入输出解耦线性化的智能PID控制成功地应用于MODEL750实际系统。仿真研究和实际应用的结果较为一致，均表明了所研究的控制方法的有效性和可行性。

关键词：多变量非线性系统反馈输入输出解耦线性化相对阶逆系统方法智能PID

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基于逆系统多模型主动容错控制方法研究

基于逆系统多模型主动容错控制方法研究

作者：程应峰兰州理工大学

学位级别：硕士

本文以非线性系统为研究对象,在前期提出的多模型主动容错控制思想的基础上,将逆系统方法与多模型方法相结合,采用最小二乘支持向量机(LS-SVM)离线或在线建立系统逆模型,运用内模控制和无模型自适应控制对系统进行容错控制,主要进行了... 详细信息

本文以非线性系统为研究对象,在前期提出的多模型主动容错控制思想的基础上,将逆系统方法与多模型方法相结合,采用最小二乘支持向量机(LS-SVM)离线或在线建立系统逆模型,运用内模控制和无模型自适应控制对系统进行容错控制,主要进行了以下几方面的研究工作:1)针对具有一定故障先验知识的非线性系统,为解决多模型主动容错控制在应对系统发生故障时控制律计算的快速性问题,研究了一种基于LS-SVM建模的逆系统多模型内模主动容错控制方法。首先采用LS-SVM对系统正常以及各种先验故障情形的逆系统进行建模,并以此构造系统的逆模型库,然后基于逆系统方法将逆模型与被控系统串联形成伪线性系统,并对其设计具有良好鲁棒性能的内模控制器。系统在线运行时,监控决策机制基于单一系统性能指标切换函数的计算分析,调用与之匹配的LS-SVM逆模型,使其始终与被控对象串联保持为不变的伪线性系统,从而在无需改变内模控制器参数的情况下达到对非线性系统故障容错的快速性和可靠性。2)针对实际系统故障先验知识不易获取,且系统在发生未知故障建模期间会造成系统运行安全问题,进一步研究了一种基于数据驱动的逆系统多模型主动容错控制方法。该方法首先采用LS-SVM对系统正常以及各种先验故障情形建立其逆模型,并以此构造系统的基本逆模型库,实际运行时依据系统性能指标切换函数,经在线计算分析,判断系统所处的运行模式,当系统发生已知故障时,调用与之匹配的LS-SVM逆模型,使其始终与被控对象串联保持为不变的伪线性系统,并以固定的内模控制器实现非线性系统对已知故障的快速容错;当系统发生未知故障时,切换至基于数据驱动技术的无模型自适应控制器(MFAC)进行过渡容错控制,在保证系统稳定的同时利用过渡容错期间的输入输出数据建立系统当前故障情形的逆模型并添加到模型库中,使模型库具有自学习能力,使系统能应对未知故障。3)对文中研究方法运用算例进行了有效性仿真研究,其结果显示出,无论系统对故障有无先验知识,文中所述方法对既使存在外界扰动和参数摄动的故障系统均有正确的判断、主动学习和良好的鲁棒容错能力。这为非线性系统的主动容错控制提供了可用的方法。

关键词：非线性系统逆系统方法主动容错控制多模型 LS-SVM 内模控制数据驱动方法

Boost型LED恒流驱动电路逆系统解耦控制

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电源学报 2022年第3期20卷 105-114页

作者：龚翌凡陆益民广西大学电气工程学院南宁530004

LED是非线性半导体器件,针对其线性模型难以建立而无法用线性系统理论设计控制器的问题,以Boost型LED恒流驱动电路为例,提出了一种逆系统解耦双电流环控制方法。在建立了系统大信号平均模型的基础上,采用双电流环控制结构,基于逆系统理... 详细信息

LED是非线性半导体器件,针对其线性模型难以建立而无法用线性系统理论设计控制器的问题,以Boost型LED恒流驱动电路为例,提出了一种逆系统解耦双电流环控制方法。在建立了系统大信号平均模型的基础上,采用双电流环控制结构,基于逆系统理论对内电流环和外电流环进行解耦,并分别将其补偿为一阶积分子系统,进而采用最优控制理论对线性子系统进行控制器设计。仿真结果表明,所提控制策略能使Boost型LED恒流驱动电路具有良好的稳态和动态性能。最后,设计了一台实验样机,从电学和光学两个角度进一步验证了所提控制策略的正确性和有效性。

关键词： Boost变换器 LED驱动电路逆系统方法解耦

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多变量非线性系统的逆方法解耦控制研究

多变量非线性系统的逆方法解耦控制研究

作者：张碧琰东北大学

学位级别：硕士

在实际工业过程中,多变量非线性系统是广泛存在的,而传统的控制与理论主要是基于线性系统的,所以如何针对多变量非线性系统设计先进的解耦控制方法,使其既具有优越的解耦控制性能,又便于实际应用是一个具有重大理论价值和实际意义的课题... 详细信息

在实际工业过程中,多变量非线性系统是广泛存在的,而传统的控制与理论主要是基于线性系统的,所以如何针对多变量非线性系统设计先进的解耦控制方法,使其既具有优越的解耦控制性能,又便于实际应用是一个具有重大理论价值和实际意义的课题。本文选取典型的多变量非线性系统为研究对象,利用逆系统方法对多变量非线性系统进行解耦控制。本文的具体研究内容如下：（1）给出并证明了基于两种描述的多变量非线性系统的逆模型存在的充要条件,构造了基于两种描述的广义逆模型解析形式,说明了将逆模型串接在控制对象前而得到的伪线性复合系统具有解耦的能力,并研究了使得伪线性系统解耦镇定的条件;（2）基于逆系统方法的原理和广义逆模型的解析形式,研究了神经网络广义逆系统的解耦控制结构和实现方法。仿真实验表明基于神经网络的广义逆系统解耦控制具有良好的解耦性能、跟踪性能和一定的鲁棒性;（3）针对实际应用中存在建模误差和外部干扰等问题,给出了内模控制和逆系统方法复合控制的解耦系统结构,分析了伪线性子系统的闭环稳态性能和内模控制系统的鲁棒稳定性条件;（4）初步研究了二自由度-双口内模控制系统鲁棒稳定性,得出保证闭环系统鲁棒稳定的条件,构造设计了二自由度-双口内模控制与广义逆系统的复合解耦控制系统,并进行了仿真实验。仿真结果表明,这种方法和一般的方法相比,具有控制器设计简单,解耦性能优良,控制性能好,鲁棒稳定性强等优势。

关键词：多变量非线性解耦控制系统逆系统方法神经网络内模控制