發(fā)布時間：2017-05-24 11:07

  本文關鍵詞：基于算子理論的優(yōu)化跟蹤控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文主要針對含有有界不確定性的非線性系統(tǒng)的優(yōu)化跟蹤控制進行了研究。在實際的控制系統(tǒng)中,絕大多數(shù)系統(tǒng)都是非線性系統(tǒng),而且這些系統(tǒng)的精確模型很難得到,再加上系統(tǒng)中存在各種干擾和不確定性因素,對于系統(tǒng)的跟蹤控制產生了很大影響。對于此類系統(tǒng)的控制,一般先對系統(tǒng)進行魯棒控制,保證系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性,然后在魯棒穩(wěn)定的基礎上對系統(tǒng)進行跟蹤控制。對于系統(tǒng)魯棒控制的方法有很多,其中基于算子理論的魯棒右互質分解的方法是一種比較新穎的方法,對于含有不確定的系統(tǒng)的魯棒控制具有很好的效果,所以文章采用基于算子理論的魯棒右互質分解的方法來保證系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性,然后再此基礎上研究了系統(tǒng)的優(yōu)化跟蹤控制。一般對于跟蹤控制器的設計需要計算算子的逆,而算子的逆在一般情況下很難得到,所以目前研究人員都采用求算子的近似逆的方法來設計跟蹤算子,但是這些方法都沒有很好的解決算子逆的問題。所以本文提出避免求算子的逆的方法,文中主要提出了兩種跟蹤控制方案來提高系統(tǒng)的跟蹤控制性能:基于等效代換的優(yōu)化跟蹤控制,基于Lipschitz范數(shù)的優(yōu)化跟蹤控制。其中,第一種設計方案可以實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化跟蹤,但是一種次優(yōu)解的方案;第二種方案的對第一種方案的次優(yōu)解的缺點進行改進,并探討了利用Bezout恒等式來設計跟蹤算子的初步方案。本文的主要內容包括下面兩個方面。首先,介紹了珀爾貼制冷技術、珀爾貼制冷系統(tǒng)的模型,并在基于算子理論的魯棒右互質分解的方法保證系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定的基礎上,提出了基于等效代換的跟蹤控制方案,并采用了基于罰函數(shù)的粒子群優(yōu)化算法對該跟蹤算子中的參數(shù)進行優(yōu)化,仿真結果表明了該方法可以實現(xiàn)系統(tǒng)的跟蹤控制,但是該方法是一種次優(yōu)解,系統(tǒng)的動態(tài)特性需要進一步改善。隨后,針對等效代換中次優(yōu)解的問題,在理論上提出了基于Lipschitz范數(shù)的跟蹤控制方案,并采用基于罰函數(shù)的粒子群優(yōu)化算法對跟蹤算子中的參數(shù)進行優(yōu)化,接著通過仿真和實驗結果驗證了該方案改進的有效性。最后探討了跟蹤算子下一步的設計思路,為接下來的研究提供了方向�？傊�,本文在系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定的基礎上,研究了系統(tǒng)的優(yōu)化跟蹤控制器的設計問題,提出了基于等效代換的優(yōu)化跟蹤控制和基于Lipschitz范數(shù)的優(yōu)化跟蹤控制兩種方案,并對接下來跟蹤算子的設計進行了探討。最后的仿真和實驗結果可以驗證所提方法的可行性和有效性。
【關鍵詞】：算子理論 非線性系統(tǒng) 魯棒控制 優(yōu)化跟蹤控制 粒子群優(yōu)化算法
【學位授予單位】：中原工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP18;TP13
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1.緒論10-17
• 1.1 課題的研究背景和意義10-12
• 1.2 非線性系統(tǒng)跟蹤控制研究現(xiàn)狀及分析12-13
• 1.3 優(yōu)化跟蹤控制研究現(xiàn)狀及分析13-16
• 1.4 本章小結16-17
• 2. 數(shù)學理論基礎17-27
• 2.1 算子理論基礎17-22
• 2.1.1 算子的定義17-19
• 2.1.2 算子右互質分解19-20
• 2.1.3 基于算子理論的魯棒右互質分解20-22
• 2.2 粒子群優(yōu)化理論基礎22-25
• 2.2.1 粒子群智能計算概述22-23
• 2.2.2 基于罰函數(shù)的粒子群優(yōu)化計算分析23-25
• 2.3 本章小結25-27
• 3 基于等效代換的優(yōu)化跟蹤控制27-43
• 3.1 珀爾貼制冷系統(tǒng)的魯棒控制27-34
• 3.1.1 半導體制冷技術介紹27-29
• 3.1.2 珀爾貼制冷系統(tǒng)介紹29-30
• 3.1.3 珀爾貼制冷系統(tǒng)的建模30-32
• 3.1.4 珀爾貼制冷系統(tǒng)的魯棒控制32-34
• 3.2 珀爾貼制冷系統(tǒng)的優(yōu)化跟蹤控制34-38
• 3.2.1 珀爾貼制冷系統(tǒng)的跟蹤控制器的設計34-37
• 3.2.2 基于等效代換的優(yōu)化跟蹤控制37-38
• 3.3 系統(tǒng)的仿真結果分析38-41
• 3.4 本章小結41-43
• 4. 基于LIPSCHITZ范數(shù)的優(yōu)化跟蹤控制43-54
• 4.1 優(yōu)化跟蹤算子的設計43-46
• 4.2 系統(tǒng)的仿真與實驗結果分析46-50
• 4.2.1 系統(tǒng)的仿真結果分析46-48
• 4.2.2 系統(tǒng)的實驗結果分析48-50
• 4.3 對跟蹤算子設計的探討50-53
• 4.4 本章小結53-54
• 5. 總結與展望54-55
• 參考文獻55-60
• 附錄：碩士研究生學習階段發(fā)表論文60-61
• 致謝61-62

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本文編號：390576