一類非線性系統(tǒng)預(yù)測控制中的建模問題.pdf

1、預(yù)測控制，是基于模型的控制方法，但并不拘泥于模型的形式。預(yù)測模型的建立是整個預(yù)測控制的基礎(chǔ)，是預(yù)測控制中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。由于非線性系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的模型描述形式，各種非線性系統(tǒng)的預(yù)測控制，都是基于不同非線性系統(tǒng)模型描述形式進(jìn)行的。因此，進(jìn)行非線性系統(tǒng)預(yù)測控制研究，有必要研究預(yù)測模型的建立問題。本文研究了一類非線性系統(tǒng)預(yù)測控制中的建模問題，提出了一類非線性系統(tǒng)的幾種建模方法，以及基于這些建模方法的非線性系統(tǒng)預(yù)測控制算法。
　　給出一

2、類非線性系統(tǒng)的實現(xiàn)簡單的多項式逼近的建模方法，在此方法中，將輸入輸出數(shù)據(jù)通過拓?fù)渫咦儞Q，變換到[0,1]區(qū)間內(nèi)，用多項式逼近的方法進(jìn)行建模，對初始給定的多項式模型，通過反復(fù)的參數(shù)辨識、去除模型中的冗余項，得到非線性系統(tǒng)的多項式逼近模型，再利用拓?fù)浞醋儞Q，將數(shù)據(jù)還原回原始數(shù)據(jù)區(qū)間。對一類非線性系統(tǒng)，利用多項式逼近的建模方法，用測得的輸入輸出數(shù)據(jù)，建立多個不同預(yù)報步長的輸出非線性預(yù)測模型，優(yōu)化二次性能指標(biāo)，將問題轉(zhuǎn)化為求解控制量的多元一次

3、方程組問題，將解方程得到的預(yù)測控制律與前步預(yù)測控制誤差做平滑得到控制律，從而得到基于多項式逼近建模的一類非線性系統(tǒng)預(yù)測控制算法。
　　對非線性模糊建模方法進(jìn)行研究，給出了兩種改進(jìn)的模糊建模方法。在改進(jìn)的最近鄰模糊聚類建模方法中，將最近鄰聚類半徑和方差參數(shù)進(jìn)行動態(tài)更新，使聚類更符合實際情況，從而提高了建模精度。在基于遞階聚類的T-S模糊建模方法中，首先用最近鄰聚類求出聚類數(shù)與聚類中心，用 GK聚類確定前件參數(shù)，再用帶遺忘因子的最小二

4、乘法進(jìn)行后件參數(shù)辨識，辨識過程中根據(jù)規(guī)則對模型的貢獻(xiàn)的大小，剔除一些對系統(tǒng)模型貢獻(xiàn)較小的模糊規(guī)則。并在此基礎(chǔ)上給出了一種基于改進(jìn)遞階聚類模糊T-S模型建模方法的模糊預(yù)測控制算法，根據(jù)預(yù)測控制中的預(yù)測步長，建立多個包括當(dāng)前時刻以前的輸入輸出數(shù)據(jù)、未來時刻的輸入量的模糊預(yù)測模型，可以在不求解Diophantine方程的情況下通過最優(yōu)化性能指標(biāo)得到預(yù)測控制律。
　　研究一類非線性系統(tǒng)的多層遞階建模及參數(shù)預(yù)報，通過多層遞階方法建立預(yù)測模型

5、，給出了一類非線性系統(tǒng)的多層遞階自適應(yīng)預(yù)測控制算法。此方法不必考慮被控非線性系統(tǒng)的模型具體形式，只是根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出，直接用與之等價的時變線性模型代替它。通過參數(shù)的在線辨識與預(yù)報，實現(xiàn)了單輸入單輸出非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)預(yù)測控制，有著比較廣泛的適用性。
　　針對一類非線性系統(tǒng)，提出一種無模型預(yù)測控制方法，將無模型控制中的泛模型思想應(yīng)用于非線性預(yù)測控制。在預(yù)測控制中，不對被控系統(tǒng)建立模型，利用輸入輸出數(shù)據(jù)辨識泛模型的特征向量，并利用多層