基于Preisach遲滯非線性建模與神經(jīng)網(wǎng)絡自適應控制方案設計.pdf

1、論文工作的任務是,首先,提出一種新穎而簡單的方法,能為多種類型遲滯非線性建模,并能夠適應滿足一個假設的一大類輸入信號;然后,設計相應的控制方案,以實現(xiàn)對具有遲滯非線性動態(tài)系統(tǒng)的有效控制.遲滯非線性建模部分,為論文的核心內(nèi)容之一,也是論文最主要的創(chuàng)新成果,該建模方法已被國際學術界接受.在深入研究經(jīng)典Preisach遲滯建模原理基礎上,通過分析和觀察模型曲線動點運行規(guī)律,運用仿射映射(幾何變換或連續(xù)變換)方法,建立了一個遲滯模型.從理論上嚴

2、格證明了該模型形成了輸入空間與遲滯輸出空間之間的一一對應關系,因此稱其為基本模型(EHM).基于該EHM,運用神經(jīng)網(wǎng)絡的逼近能力,建立了能夠適應滿足一個假設的任意輸入信號的任意類型的遲滯模型,稱為神經(jīng)網(wǎng)絡混合遲滯模型(HNNM).為了驗證所建HNNM的有效性,根據(jù)經(jīng)典Preisach遲滯建模原理,建立了基于Backlash模型的幾類仿真遲滯模型(BHSMs).其中,所建EHM能夠與建立的一類BHSM完美匹配.經(jīng)過大量仿真試驗(包括仿真模

3、型BHSMs數(shù)據(jù)和實際試驗數(shù)據(jù)),證明所提方法是簡單而成功的.遲滯非線性控制采用了兩套方案,針對不同的多種被控對象分別進行設計.首先,將文獻中的現(xiàn)有控制方案加以改造,對遲滯輸出可測的一類遲滯非線性動態(tài)系統(tǒng),根據(jù)其微分隱式推導出控制器表達式,基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(RBFN)的逼近性,來實現(xiàn)對系統(tǒng)的有效控制.然后,針對遲滯輸出不可測的非線性動態(tài)系統(tǒng),采用反饋線性化技術,設計了一套基于單隱層神經(jīng)網(wǎng)絡(SHLNN)的自適應控制方案,其中,在設

4、計魯棒控制項時,采用了雙曲正切函數(shù)代替常用的符號函數(shù),使得系統(tǒng)信號趨于光滑,運行更順利.最后,將被控對象推廣到大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)(遲滯輸出不可測)進行設計,分兩種情況.第一種情況,假設各子系統(tǒng)之間的互連效應上界為濾波誤差的一次多項式,而第二種情況假設各子系統(tǒng)之間存在較強互連效應.均采用偽控制技術,分別設計了一套基于RBFN的自適應控制方案.前者每一個子系統(tǒng)采用一個RBFN逼近未知函數(shù),而后者每一個子系統(tǒng)采用兩個RBFN分別逼近未知函數(shù)和未知