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一类Lorenz型混沌系统的直接数据驱动控制
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作者 张智豪 楼旭阳 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期424-430,437,共8页
研究了一类未知Lorenz型混沌系统的直接数据驱动控制问题,将此类系统转化为线性依赖的形式并在此基础上构建非参数化模型,进而对重新建模后的系统进行状态反馈控制器的设计.首先对系统的输入、输出数据进行离线采样,接着利用采集数据直... 研究了一类未知Lorenz型混沌系统的直接数据驱动控制问题,将此类系统转化为线性依赖的形式并在此基础上构建非参数化模型,进而对重新建模后的系统进行状态反馈控制器的设计.首先对系统的输入、输出数据进行离线采样,接着利用采集数据直接给出状态反馈控制器的表达式.然后分析系统在状态反馈控制下的镇定问题,证明了闭环系统的稳定性.最后,通过数值例子完成了仿真验证.结果表明,所提出的直接数据驱动控制策略具有有效性. 展开更多
关键词 非线性系统 Lorenz型混沌系统 直接数据驱动控制 系统重构 非参数化建模 状态反馈 平方和
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数据驱动控制理论及方法的回顾和展望 被引量:227
2
作者 侯忠生 许建新 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期650-667,共18页
给出了数据驱动控制理论和方法相关问题的定义,从控制理论、实际应用和历史发展趋势三个角度阐述了数据驱动控制的存在背景,说明了数据驱动控制理论和方法的适用条件.综述了已有数据驱动控制方法的本质内容和发展历程,从数据利用的角度... 给出了数据驱动控制理论和方法相关问题的定义,从控制理论、实际应用和历史发展趋势三个角度阐述了数据驱动控制的存在背景,说明了数据驱动控制理论和方法的适用条件.综述了已有数据驱动控制方法的本质内容和发展历程,从数据利用的角度指出了已存在的数据驱动控制方法的区别和应用环境,并对数据驱动控制理论的发展进行了展望. 展开更多
关键词 数据驱动控制 在线数据 离线数据 综述 展望
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基于数据驱动控制的船舶自动靠泊 被引量:9
3
作者 熊勇 余嘉俊 +3 位作者 牟军敏 张本任 张加 朱奇舸 《中国航海》 CSCD 北大核心 2020年第3期1-7,共7页
船舶靠泊时航速低,存在岸壁效应、浅水效应等复杂情况,难以采用基于模型的运动控制算法实现对其精确操控,因此设计一种实时采集动力学数据的硬件架构,并采用对反馈的数据直接进行运动控制的方法,实现船舶自动靠泊。该方法通过在船上不... 船舶靠泊时航速低,存在岸壁效应、浅水效应等复杂情况,难以采用基于模型的运动控制算法实现对其精确操控,因此设计一种实时采集动力学数据的硬件架构,并采用对反馈的数据直接进行运动控制的方法,实现船舶自动靠泊。该方法通过在船上不同位置布设微波雷达形成阵列,获取船舶的不同位置相对于泊位岸壁的实时距离信息,并结合船舶的实时位置信息,通过计算几何的方法得到船舶相对于泊位的实时位置和姿态。根据精确定义的船舶靠泊状态,设计一种由上层调度和下层控制组成的船舶自动靠泊方法,其中:上层调度采用基于专家系统的逻辑推理表;下层控制使用基于实时数据驱动的无模型自适应控制实现船舶操控。通过海量的实操数据精确调整控制器参数,从而提升控制器在真实环境下的适应性和可靠性。实船试验结果表明该方法具有可行性和实用性。 展开更多
关键词 自动靠泊 无模型自适应控制 数据驱动控制 微波雷达阵列
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基于单边SPSA的动态偏差数据驱动控制算法 被引量:5
4
作者 哀微 朱学峰 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期81-86,92,共7页
当受控系统的数学模型完全未知时,应用同时扰动随机逼近算法(SPSA)建立数据驱动控制方法是比较可行的.文中对SPSA及其改进算法的原理和有效性进行了研究,分析了其在面向控制中的梯度逼近效率不高等不足,提出了一种针对控制问题的单边SPS... 当受控系统的数学模型完全未知时,应用同时扰动随机逼近算法(SPSA)建立数据驱动控制方法是比较可行的.文中对SPSA及其改进算法的原理和有效性进行了研究,分析了其在面向控制中的梯度逼近效率不高等不足,提出了一种针对控制问题的单边SPSA算法,该算法在实际控制中节约1/3的数据,使得其收敛速度和精度能够适用于控制问题.然后将单边SPSA与数据驱动控制方法相结合,提出了基于动态历史偏差的数据利用方案,对神经网络结构的函数逼近器进行直接自适应权值调整.仿真结果表明,该数据驱动方法完全不依赖于模型,对非线性系统进行了良好的控制. 展开更多
关键词 同时扰动随机逼近 数据驱动控制 梯度逼近 单边SPSA 数据利用 非线性系统
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改进的非线性离散系统自适应数据驱动控制 被引量:3
5
作者 董娜 吴爱国 陈增强 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1309-1314,共6页
基于同步扰动随机近似的算法,控制器选取为一个函数逼近器,并在这里被确定为神经网络.控制算法中使用了自适应的参数估计,明显改善了控制性能,同时也给出了相应的收敛性分析.最后,新型的控制算法被应用到了解决非线性离散系统的跟踪控... 基于同步扰动随机近似的算法,控制器选取为一个函数逼近器,并在这里被确定为神经网络.控制算法中使用了自适应的参数估计,明显改善了控制性能,同时也给出了相应的收敛性分析.最后,新型的控制算法被应用到了解决非线性离散系统的跟踪控制问题中,并通过仿真比较结果,充分验证了这种自适应数据驱动控制策略的可行性和有效性. 展开更多
关键词 自适应数据驱动控制 同步扰动随机近似 神经网络 非线性离散系统
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一种离-在线混合数据驱动控制方法及其在直流电动机中的应用 被引量:1
6
作者 韩耀飞 王辉 +1 位作者 樊晓虹 许德智 《工矿自动化》 北大核心 2012年第7期47-51,共5页
针对离线和在线数据驱动控制方法各自存在的不足,提出一种离-在线混合数据驱动控制方法。首先给出一种基于最小二乘支持向量机和虚拟目标值反馈整定的离线数据驱动控制方法;其次在二自由度控制系统框架下,结合无模型自适应控制,给出一种... 针对离线和在线数据驱动控制方法各自存在的不足,提出一种离-在线混合数据驱动控制方法。首先给出一种基于最小二乘支持向量机和虚拟目标值反馈整定的离线数据驱动控制方法;其次在二自由度控制系统框架下,结合无模型自适应控制,给出一种离-在线混合数据驱动控制方法的结构和设计步骤。该方法跳过被控对象建模过程,大大降低了控制器设计成本,且可避免引入模型误差。将该方法应用于直流电动机离-在线数据驱动控制中,并进行了仿真实验,结果表明,离-在线混合数据驱动控制方法可以有效地实现目标信号跟踪和电动机系统的不确定(外部扰动)抑制。 展开更多
关键词 数据驱动控制 无模型自适应控制 二自由度控制 最小二乘支持向量机 直流电动机
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饱和输入下一类多项式系统的数据驱动控制 被引量:2
7
作者 楼旭阳 张智豪 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期102-110,共9页
研究了饱和输入下一类多项式系统的数据驱动控制问题.针对一类受噪声影响的未知多项式系统,设计了一种直接基于数据驱动的饱和控制器实现系统镇定,其中系统噪声具体形式未知但存在二次型上界.首先,在随机输入作用下离线采集系统的输入... 研究了饱和输入下一类多项式系统的数据驱动控制问题.针对一类受噪声影响的未知多项式系统,设计了一种直接基于数据驱动的饱和控制器实现系统镇定,其中系统噪声具体形式未知但存在二次型上界.首先,在随机输入作用下离线采集系统的输入与输出数据.然后,通过采集到的离线数据以及平方和方法确定系统状态反馈控制器增益,引入的饱和约束机制可以对控制输入进行限幅.最后,通过在van der Pol振荡器系统中的数值仿真和电路实验验证了所提出控制策略的有效性. 展开更多
关键词 多项式系统 数据驱动控制 饱和约束 平方和方法
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结合前馈调参与迭代学习的数据驱动控制方法 被引量:5
8
作者 薄雨蒙 曹明生 高慧斌 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1367-1376,共10页
在前馈控制中,需要尽可能的去除前馈控制器对系统模型的需求,同时保证高精度和鲁棒性.本文提出了一种数据驱动的将迭代前馈调参与迭代学习控制进行结合的方法,通过引入基函数参数化的前馈控制器和输入整形滤波器,使用梯度下降法求解最... 在前馈控制中,需要尽可能的去除前馈控制器对系统模型的需求,同时保证高精度和鲁棒性.本文提出了一种数据驱动的将迭代前馈调参与迭代学习控制进行结合的方法,通过引入基函数参数化的前馈控制器和输入整形滤波器,使用梯度下降法求解最优系统前馈控制器,消除期望轨迹引入的扰动;通过迭代学习控制,消除系统重复性扰动,进一步提高控制精度.算法具有不依赖系统模型,高精度,适用于变轨迹任务的优点.文中给出了相应的仿真,并应用到一个直线电机系统,通过实验验证了算法的有效性. 展开更多
关键词 迭代前馈调参 迭代学习控制 数据驱动控制 基函数
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面向对象软件开发中数据驱动控制和软件重用 被引量:2
9
作者 谭祖胜 《计算机应用》 CSCD 1998年第1期43-44,共2页
本文阐述了在面向对象软件开发中怎样采用数据驱动控制技术以提高软件可重用性的问题。并以软件开发实例进行了证明。
关键词 面向对象 软件重用 数据驱动控制 软件开发
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数据驱动的烟气脱硫浆液pH值控制性能优化
10
作者 单港生 王志国 刘飞 《控制工程》 北大核心 2025年第8期1366-1372,共7页
为了提高火电厂湿法烟气脱硫效率,针对脱硫浆液的pH值控制过程,设计了一种基于最小方差指标驱动的拓展虚拟参考迭代优化算法来优化控制性能。首先,利用pH控制过程的输入输出数据来计算系统的控制性能指标,与指定性能指标阈值比较后,再... 为了提高火电厂湿法烟气脱硫效率,针对脱硫浆液的pH值控制过程,设计了一种基于最小方差指标驱动的拓展虚拟参考迭代优化算法来优化控制性能。首先,利用pH控制过程的输入输出数据来计算系统的控制性能指标,与指定性能指标阈值比较后,再决定是否进行控制参数优化。其次,当需要参数优化时,通过数据驱动技术使实际系统输出指标跟踪参考模型输出指标,最小化目标函数,得到优化的控制参数。最后,对脱硫浆液pH值控制系统进行MATLAB仿真分析,仿真结果表明,该算法可以实现脱硫浆液pH值的稳定控制,并且可以有效地抑制随机扰动,提高系统的控制性能指标。 展开更多
关键词 湿法烟气脱硫 浆液pH值控制 最小方差指标 数据驱动控制 拓展虚拟参考迭代整定
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高速动车组数据驱动无模型自适应积分滑模预测控制 被引量:5
11
作者 李中奇 周靓 杨辉 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期194-210,共17页
同许多复杂系统一样,动车组(Electric multiple unit,EMU)运行过程也具有多变量、强耦合以及非线性等特性,这严重影响着列控系统的性能.针对包含外部扰动的动车组自动驾驶系统,提出一种新型的多输入多输出(Multi-input-multi-output,MI... 同许多复杂系统一样,动车组(Electric multiple unit,EMU)运行过程也具有多变量、强耦合以及非线性等特性,这严重影响着列控系统的性能.针对包含外部扰动的动车组自动驾驶系统,提出一种新型的多输入多输出(Multi-input-multi-output,MIMO)数据驱动积分滑模预测控制(Integral sliding mode predictive control,ISMPC)算法.首先,该算法基于与动车组运行过程等效的全格式动态线性化(Full format dynamic linearization,FFDL)数据模型,设计一种离散积分滑模控制(Integral sliding mode control,ISMC)律.为了使系统能够获得更高的输出跟踪误差精度,利用模型预测控制(Model predictive control,MPC)代替ISMC的切换控制,进一步推导出ISMPC算法.同时,通过对FFDL数据模型的未知扰动、参数误差等不确定项进行延时估计,提升了算法的控制性能和对系统的等价描述程度.在提供两种算法的稳定性证明分析之后,以实验室配备的CRH380A型动车组仿真实验台对提出的ISMC和ISMPC算法进行仿真测试,并与其他方法进行对比,仿真结果表明ISMPC算法控制性能较好,动车组各动力单元速度跟踪误差均在±0.132 km/h以内,满足列车的跟踪精度需求;控制力和加速度分别在[-52 kN,42 kN]和±0.9249 m/s2以内且变化平稳. 展开更多
关键词 列车自动驾驶 数据驱动控制 速度跟踪 积分滑模控制 模型预测控制 全格式数据模型
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基于数据驱动预测控制的有源配电网电压控制策略 被引量:1
12
作者 祝泳琪 刘友波 +3 位作者 唐志远 许梓荣 高红均 刘俊勇 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期100-108,共9页
高比例分布式光伏接入配电网使得系统的不确定性更加严峻,而配电网的网络拓扑与线路参数等数据很难准确获取,使得基于精确物理建模的传统配电网控制方法难以发挥作用。随着配电网量测装置的普及应用,配电网运行数据的获取愈发容易。文... 高比例分布式光伏接入配电网使得系统的不确定性更加严峻,而配电网的网络拓扑与线路参数等数据很难准确获取,使得基于精确物理建模的传统配电网控制方法难以发挥作用。随着配电网量测装置的普及应用,配电网运行数据的获取愈发容易。文中提出一种基于配电网量测数据的有源配电网无模型电压控制方法。首先,基于配电网历史数据构建Hankel矩阵,建立网络节点电压与储能输出功率的关系;其次,利用局部量测数据,在考虑不确定干扰因素以及储能寿命衰减模型的同时,构建数据驱动预测控制下的配电网电压优化框架,实现控制周期内配电网电压的滚动优化;最后,通过IEEE 34节点标准算例与改进的IEEE 123节点算例仿真验证了所提方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 有源配电网 电压控制 数据驱动预测控制 衰减模型 储能
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离散时间非线性系统的数据驱动无模型自适应迭代学习控制(英文) 被引量:20
13
作者 金尚泰 侯忠生 +1 位作者 池荣虎 柳向斌 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1001-1009,共9页
本文基于迭代域的动态线性化方法,提出了一类单入单出离散时间非线性系统的数据驱动无模型自适应迭代学习控制方案.无模型自适应迭代学习控制本质上属于一种数据驱动控制方法,仅利用被控对象的输入输出数据即可实现控制方案的设计.理论... 本文基于迭代域的动态线性化方法,提出了一类单入单出离散时间非线性系统的数据驱动无模型自适应迭代学习控制方案.无模型自适应迭代学习控制本质上属于一种数据驱动控制方法,仅利用被控对象的输入输出数据即可实现控制方案的设计.理论分析表明无模型自适应迭代学习控制方案可以保证最大学习误差的单调收敛性.数值仿真和快速路交通控制应用验证了无模型自适应迭代学习控制方案的有效性. 展开更多
关键词 数据驱动控制 迭代学习控制 无模型自适应控制 动态线性化方法 单调收敛性 快速路交通控制
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数据驱动的无模型自适应直线伺服系统精密控制和实现 被引量:12
14
作者 曹荣敏 周惠兴 侯忠生 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期310-316,共7页
针对现代制造业对高精度机床伺服系统的要求,将数据驱动的无模型自适应控制方法应用到直线伺服系统的位置控制中,控制器设计不包括直线伺服系统结构的任何信息,是直接基于动态线性化模型中伪偏导数的估计和预报,而伪偏导数是根据直线电... 针对现代制造业对高精度机床伺服系统的要求,将数据驱动的无模型自适应控制方法应用到直线伺服系统的位置控制中,控制器设计不包括直线伺服系统结构的任何信息,是直接基于动态线性化模型中伪偏导数的估计和预报,而伪偏导数是根据直线电机电压输入和位置输出在线估计的.永磁同步直线电机运动控制系统的实时实验结果表明,在相同条件下,数据驱动的无模型自适应控制方法的位置跟踪误差比PID减小了0.4mm到2.6mm,比神经网络控制时减小了0.2mm到0.5mm.该方法还提高了对负载扰动的鲁棒性. 展开更多
关键词 数据驱动控制 无模型自适应控制 精密运动控制 永磁同步直线电机 鲁棒性
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水厂混凝投药大滞后过程的数据驱动直接控制方法 被引量:9
15
作者 哀微 朱学峰 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期335-342,共8页
以自来水厂混凝投药大时滞过程为研究对象,在迭代反馈整定(IFT)方法的基础上,结合Smith预估控制结构,提出了一种混凝投药过程数据驱动直接控制算法.着重针对过程大时滞的特点,在性能指标中加入了预估误差惩罚因子.提出了一种新的步长设... 以自来水厂混凝投药大时滞过程为研究对象,在迭代反馈整定(IFT)方法的基础上,结合Smith预估控制结构,提出了一种混凝投药过程数据驱动直接控制算法.着重针对过程大时滞的特点,在性能指标中加入了预估误差惩罚因子.提出了一种新的步长设置方法,使得步长的下降速率可调.设计了3个闭环实验来求取性能指标梯度向量的无偏估计,完全利用输入输出数据对广义控制器参数实现了自整定.通过水厂混凝投药实测模型仿真验证了该方法在抗滞后方面表现出较强的收敛性和稳定性,降低了对迭代初值的要求.该方法既可以用于初始控制器的整定,还可以用于投药过程中控制器的在线自整定. 展开更多
关键词 混凝投药 大时滞系统 SMITH预估器 迭代反馈整定 数据驱动控制
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基于数据驱动的数控机床自适应迭代学习控制 被引量:9
16
作者 梁建智 邱彪 +3 位作者 陈宇燕 杨铭 李廷彦 秦永振 《机床与液压》 北大核心 2021年第8期50-54,共5页
数控机床位置伺服系统受加工环境、零件形状和机床机电特性等变化因素的影响,其零件加工是一个典型的非线性、时变和不确定动力学变化过程,因此,建立其精确机制模型很困难。针对相同零件批量加工过程呈现的重复运行特点,基于被控对象的... 数控机床位置伺服系统受加工环境、零件形状和机床机电特性等变化因素的影响,其零件加工是一个典型的非线性、时变和不确定动力学变化过程,因此,建立其精确机制模型很困难。针对相同零件批量加工过程呈现的重复运行特点,基于被控对象的等价数据模型,提出一种基于数据驱动的自适应迭代学习控制方法。所提控制方法采用沿迭代轴的动态线性化方法,通过最小化控制目标函数,仅利用数控机床位置伺服系统的输入输出数据,实现学习控制增益的自适应更新,克服传统P型迭代学习控制方法固定增益的问题,并经过严格理论分析保证了该方法的收敛特性。仿真结果表明:提出的数据驱动自适应迭代学习控制方法,相比传统P型迭代学习控制方法,平均绝对误差和最大绝对误差分别减小了46%和56%。 展开更多
关键词 数控机床位置伺服系统 动态线性化 P型迭代学习控制 自适应迭代学习 数据驱动控制
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一种基于数据驱动的无模型滑模预测控制 被引量:4
17
作者 江浩 佃松宜 +1 位作者 赵涛 张双 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第5期30-35,共6页
针对复杂系统建模困难且难以控制的问题,采用了数据驱动的控制策略,利用输入输出数据建立受控对象的动态线性化模型,采用滑模预测控制方法对该动态线性化模型进行控制器设计。该方法将系统动态线性化过程的参数估计误差视作广义扰动,结... 针对复杂系统建模困难且难以控制的问题,采用了数据驱动的控制策略,利用输入输出数据建立受控对象的动态线性化模型,采用滑模预测控制方法对该动态线性化模型进行控制器设计。该方法将系统动态线性化过程的参数估计误差视作广义扰动,结合滑模预测控制的强鲁棒性减小了广义扰动对系统控制作用的影响,有效地提高了控制效果。对该控制算法的稳定性进行分析,并通过仿真验证了系统在含有外部扰动和时变参数时的稳定性和鲁棒性,结果表明该算法相比于现有的无模型自适应控制(MFAC)算法、无模型预测控制(MFA-MPC)算法以及无模型积分终端滑模控制(MFA-DITSMC)算法有着更好的控制品质。 展开更多
关键词 数据驱动控制 动态线性化 无模型 滑模预测控制
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认识基于数据驱动的工业过程控制 被引量:8
18
作者 王宏 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第2期197-200,共4页
由于复杂工业系统多数难以建模,基于数据驱动的控制与优化近年来受到广泛关注。实际上,基于数据的控制研究已有一段时间,关于基于数据的控制发展方面的较全面综述可参考[1]。此外,某期刊集中刊登了关于基于数据的控制、调度、优化、故... 由于复杂工业系统多数难以建模,基于数据驱动的控制与优化近年来受到广泛关注。实际上,基于数据的控制研究已有一段时间,关于基于数据的控制发展方面的较全面综述可参考[1]。此外,某期刊集中刊登了关于基于数据的控制、调度、优化、故障诊断和容错控制方面的专辑。在这篇通讯中,仅就所了解的几个方面,结合研究介绍对这一方向认识及可能的发展,如随机分布控制,基于数据的运行控制,(max,+)代数,脑电信息与过程数据的融合问题等,不到之处敬请谅解与更正。 展开更多
关键词 复杂工业系统 数据驱动控制 随机分布控制 (max +)代数 脑电信息分析
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基于数据驱动的风力发电系统一步超前预测转速控制
19
作者 张俞 黎明 许德智 《工矿自动化》 北大核心 2013年第9期83-86,共4页
针对风力发电系统转速控制系统的特点,提出了一种基于数据驱动的一步超前预测控制方法。该方法先利用动态线性化技术,采用投影算法在线估计伪偏导数,然后通过最小化一步超前加权性能指标获得广义最小方差预测控制算法;为了取得更好的跟... 针对风力发电系统转速控制系统的特点,提出了一种基于数据驱动的一步超前预测控制方法。该方法先利用动态线性化技术,采用投影算法在线估计伪偏导数,然后通过最小化一步超前加权性能指标获得广义最小方差预测控制算法;为了取得更好的跟踪效果,引入一个自适应项用于增强输出跟踪能力,使得系统输出响应具有更强的跟踪能力。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 风力发电系统 数据驱动控制 一步超前预测 转速控制
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基于特征模型的互联电力系统数据驱动负荷频率控制 被引量:5
20
作者 陈宗遥 卜旭辉 +1 位作者 崔立志 尹艳玲 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期3819-3827,共9页
在互联电力系统中存在未建模动态和非线性特性,这些因素都会对频率控制器的设计带来困难。针对上述问题,基于特征模型理论提出了一种数据驱动的负荷频率控制方案。首先,使用二阶特征模型来描述互联电力系统,将系统的非线性动态压缩到时... 在互联电力系统中存在未建模动态和非线性特性,这些因素都会对频率控制器的设计带来困难。针对上述问题,基于特征模型理论提出了一种数据驱动的负荷频率控制方案。首先,使用二阶特征模型来描述互联电力系统,将系统的非线性动态压缩到时变特征参数中,既不丢失模型信息,又可以降低模型复杂程度。其次,设计投影算法对特征参数进行在线估计,并且通过定义滑模面和滑模趋近率来设计控制算法,使用李雅普诺夫理论证明了闭环电力系统的稳定性。最后分别在三区域和四区域互联电力系统中进行仿真分析,仿真数据验证了特征建模的有效性,表明提出的方案能够较好完成频率控制任务。 展开更多
关键词 负荷频率控制 互联电力系统 特征模型 数据驱动控制 滑模控制
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