本文關(guān)鍵詞：分?jǐn)?shù)階模型預(yù)測控制算法的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：分?jǐn)?shù)階微積分理論研究不是新興的,但其在控制領(lǐng)域的研究仍然是一個熱門的研究方向。傳統(tǒng)控制理論的研究是針對整數(shù)階模型和整數(shù)階控制器的,而實(shí)際系統(tǒng)過程在本質(zhì)上是分?jǐn)?shù)階的,運(yùn)用整數(shù)階系統(tǒng)模型難以更好描述某些類型系統(tǒng)的動態(tài)過程。以整數(shù)階模型為基礎(chǔ)設(shè)計的整數(shù)階控制器來控制實(shí)際過程中的分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)是難以獲得很好地控制性能的。隨著實(shí)際生產(chǎn)過程對控制精度、原料成本、安全等要求越來越高,需要更精確的模型來描述實(shí)際過程,更好的控制器來實(shí)現(xiàn)良好的控制性能。本文在前人的研究基礎(chǔ)上,主要在以下兩個方面做了研究:一方面,針對一類分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)提出了一種分?jǐn)?shù)階預(yù)測函數(shù)控制器的設(shè)計方法,利用Oustaloup近似方法將分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)近似為整數(shù)階系統(tǒng),然后利用Grünwald-Letnikov分?jǐn)?shù)階微積分定義將整數(shù)階預(yù)測函數(shù)控制擴(kuò)展到分?jǐn)?shù)階預(yù)測函數(shù)控制,將分?jǐn)?shù)階積分算子引入目標(biāo)函數(shù),最后求出分?jǐn)?shù)階控制系統(tǒng)的最優(yōu)控制律,仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了分?jǐn)?shù)階控制器具有更好地控制效果。另一方面,針對分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)描述的加熱爐溫度過程,提供了一種擴(kuò)展非最小狀態(tài)空間分?jǐn)?shù)階模型預(yù)測控制方法,首先利用Grünwald-Letnikov分?jǐn)?shù)階微積分定義得到系統(tǒng)的輸入輸出模型,基于擴(kuò)展非最小狀態(tài)空間模型和選取的包含積分算子的性能指標(biāo)設(shè)計了一種新的分?jǐn)?shù)階預(yù)測控制器,仿真實(shí)驗(yàn)證明了該分?jǐn)?shù)階控制器獲得了良好的控制性能,同時也促進(jìn)了模型預(yù)測控制方法在分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)中的運(yùn)用。
【關(guān)鍵詞】：分?jǐn)?shù)階微積分 模型預(yù)測控制 分?jǐn)?shù)階系統(tǒng) 擴(kuò)展非最小狀態(tài)空間
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP13
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 預(yù)測控制的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3 分?jǐn)?shù)階微積分的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 分?jǐn)?shù)階控制的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排14-15
• 第2章 分?jǐn)?shù)階微積分基礎(chǔ)理論15-21
• 2.1 引言15
• 2.2 分?jǐn)?shù)階微積分的定義與性質(zhì)15-19
• 2.2.1 整數(shù)階導(dǎo)數(shù)和積分15-17
• 2.2.2 分?jǐn)?shù)階微積分定義17-18
• 2.2.3 分?jǐn)?shù)階微積分的性質(zhì)18-19
• 2.3 分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的描述19-20
• 2.3.1 分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)描述19
• 2.3.2 分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述19-20
• 2.4 分?jǐn)?shù)階線性微分方程的數(shù)值求解20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 第3章 分?jǐn)?shù)階積分的應(yīng)用21-29
• 3.1 引言21
• 3.2 分?jǐn)?shù)階積分算子21-23
• 3.2.1 分?jǐn)?shù)階積分21-22
• 3.2.2 分?jǐn)?shù)階積分?jǐn)?shù)值計算22
• 3.2.3 分?jǐn)?shù)階積分基本性質(zhì)22-23
• 3.3 目標(biāo)函數(shù)推廣23-26
• 3.4 分?jǐn)?shù)階目標(biāo)函數(shù)的應(yīng)用實(shí)例26-28
• 3.5 本章小結(jié)28-29
• 第4章 基于分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)階預(yù)測函數(shù)控制29-38
• 4.1 引言29
• 4.2 分?jǐn)?shù)階預(yù)測函數(shù)控制29-33
• 4.2.1 分?jǐn)?shù)階模型處理29-32
• 4.2.2 分?jǐn)?shù)階預(yù)測函數(shù)控制器的設(shè)計32-33
• 4.3 仿真實(shí)例33-37
• 4.4 本章小結(jié)37-38
• 第5章 基于擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)空間的分?jǐn)?shù)階模型預(yù)測控制38-50
• 5.1 引言38
• 5.2 整數(shù)階擴(kuò)展非最小狀態(tài)空間模型預(yù)測控制方法38-40
• 5.2.1 模型描述與處理38-39
• 5.2.2 整數(shù)階擴(kuò)展非最小狀態(tài)空間模型預(yù)測控制器的設(shè)計39-40
• 5.3 分?jǐn)?shù)階擴(kuò)展非最小狀態(tài)空間模型預(yù)測控制方法40-43
• 5.3.1 分?jǐn)?shù)階模型及其處理40-42
• 5.3.2 分?jǐn)?shù)階擴(kuò)展非最小狀態(tài)空間模型預(yù)測控制器的設(shè)計42-43
• 5.4 仿真實(shí)例43-49
• 5.4.1 加熱爐工藝流程介紹43-45
• 5.4.2 分?jǐn)?shù)階控制方法與整數(shù)階控制方法的比較45-49
• 5.5 本章小結(jié)49-50
• 第6章 總結(jié)與展望50-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-59
• 附錄59-60

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙春娜;薛定宇;;一種分?jǐn)?shù)階線性系統(tǒng)求解方法[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年01期

2 趙春娜;張祥德;孫艷蕊;;成比例分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的仿真研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2008年15期

3 周亞非;王中華;;分?jǐn)?shù)階混沌激光器系統(tǒng)的同步[J];半導(dǎo)體光電;2008年05期

4 朱呈祥;鄒云;;分?jǐn)?shù)階控制研究綜述[J];控制與決策;2009年02期

5 左建政;王光義;;一種新的分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)研究[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2009年10期

6 汪紀(jì)鋒;肖河;;分?jǐn)?shù)階全維狀態(tài)觀測器設(shè)計[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年06期

7 孫克輝;楊靜利;丘水生;;分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)的仿真方法研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2011年11期

8 李安平;劉國榮;沈細(xì)群;;不同階分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)的同步與參數(shù)辨識[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2013年04期

9 嚴(yán)t

本文編號：435250