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含参数不确定性的非线性分数阶系统输出反馈控制
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作者 刘乐菲 葛富东 陈阳泉 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1124-1131,共8页
研究了具有参数不确定性的非线性分数阶系统的输出反馈控制问题.为此,首先提出一种新颖的分数阶比例积分(PI)观测器对未知状态进行估计,利用拉普拉斯变换和Gronwall-Bellman不等式得到观测器误差系统渐近稳定的充分条件;随后,基于分数阶... 研究了具有参数不确定性的非线性分数阶系统的输出反馈控制问题.为此,首先提出一种新颖的分数阶比例积分(PI)观测器对未知状态进行估计,利用拉普拉斯变换和Gronwall-Bellman不等式得到观测器误差系统渐近稳定的充分条件;随后,基于分数阶Lyapunov稳定性定理研究系统的输出反馈控制问题,并分析相应闭环系统的渐近稳定性;最后给出了具体的数值仿真算例,从而说明本文所得理论结果的有效性和适用性. 展开更多
关键词 输出反馈控制 PI观测器设计 非线性分数阶系统 参数不确定性 渐近稳定性
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基于模型确认的非线性转子支承系统建模方法
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作者 杨稀 闫述 +1 位作者 王浩然 赵永刚 《航空发动机》 北大核心 2025年第1期151-157,共7页
为了建立能够准确反映转子支承系统真实结构的数学模型,提出基于模型确认辨识转子系统非线性支承刚度参数,并建立转子支承系统的非线性动力学模型的方法。采用自由状态下的转子模态测试数据对转子模型进行修正与确认,建立准确的转子模... 为了建立能够准确反映转子支承系统真实结构的数学模型,提出基于模型确认辨识转子系统非线性支承刚度参数,并建立转子支承系统的非线性动力学模型的方法。采用自由状态下的转子模态测试数据对转子模型进行修正与确认,建立准确的转子模型。在此基础上,对转子支承系统开展低幅值激励的模态测试,辨识其线性支承刚度参数,从而建立转子支承系统的底层线性模型。对转子支承系统开展不同激励水平下的恒位移振动测试,确定支承非线性刚度的函数形式,并进一步识别支承非线性刚度参数,最终建立转子支承系统的非线性动力学模型。设计加工了考虑非线性支承因素的转子系统,采用该方法建立的转子支承系统底层线性模型,与实际结构的模态频差在5%以内,模态置信准则(MAC)值在0.89以上,具有良好的相关性;进一步建立转子支承系统的非线性动力学模型,将模型预测的响应与转动试验数据进行对比,结果表明:所提出的方法能够基本准确地反映真实结构的非线性动力学特性。 展开更多
关键词 转子支承系统 非线性支承 振动测试 非线性参数识别 非线性建模 模态置信准则 航空发动机
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基于分数阶滤波器和BiGRU神经网络的Wiener非线性系统建模与辨识
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作者 李峰 杨岳松 李生权 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1181-1190,共10页
本文提出了一种基于分数阶滤波器和双向门控循环单元(BiGRU)神经网络的Wiener非线性系统建模与辨识方法,并应用于永磁同步电机的电流和电压预测.首先,通过Grünwald-Letnikov方法计算分数阶滤波器的未知系数,并利用该滤波器对输入... 本文提出了一种基于分数阶滤波器和双向门控循环单元(BiGRU)神经网络的Wiener非线性系统建模与辨识方法,并应用于永磁同步电机的电流和电压预测.首先,通过Grünwald-Letnikov方法计算分数阶滤波器的未知系数,并利用该滤波器对输入数据进行滤波,去除高频噪声,增强数据的稳健性;其次,为了提升对序列深层次特征的捕捉能力,使用BiGRU神经网络同时获取序列数据的过去和未来信息,并通过自适应动量估计技术更新BiGRU网络的参数.仿真结果表明,提出的Wiener系统能够有效建立永磁同步电机系统模型,取得了较好的预测效果.与整数阶滤波器BiGRU-attention神经网络相比,电压预测值的均方误差降低了30.87%,平均绝对误差降低了26.97%;电流预测值的均方误差降低了34.42%,平均绝对误差降低了14.88%. 展开更多
关键词 非线性Wiener系统 分数阶滤波器 双向GRU神经网络 参数辨识 永磁同步电机
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一类二阶时变非线性系统的混合自适应重复学习控制 被引量:13
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作者 孙云平 刘赟 李俊民 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期495-499,共5页
针对含有时变和时不变未知参数的二阶非线性系统,结合Backstepping方法,提出了一种新的自适应重复学习控制方法,可处理参数在一个未知紧集内周期性快时变的非线性系统.通过引入参数周期自适应律,设计出的自适应控制策略,使跟踪误差平方... 针对含有时变和时不变未知参数的二阶非线性系统,结合Backstepping方法,提出了一种新的自适应重复学习控制方法,可处理参数在一个未知紧集内周期性快时变的非线性系统.通过引入参数周期自适应律,设计出的自适应控制策略,使跟踪误差平方在一个周期上的积分范数渐近收敛于零.通过构造Lyapunov函数,给出了闭环系统收敛的一个充分条件. 展开更多
关键词 自适应重复学习控制 BACKSTEPPING方法 LYAPUNOV函数 参数周期自适应律 混合型的参数非线性系统
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无人机非线性状态估计:扩展精确高斯变分推理学习方法 被引量:1
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作者 刘久富 Elishahidi S.B.Mvungi +3 位作者 汪恒宇 解晖 刘向武 王志胜 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第3期141-150,共10页
针对在对时变非线性系统进行状态估计以及参数学习时估计误差大、抗干扰能力差等问题,提出一种面向非线性系统的精确稀疏高斯变分推理的批量状态估计与参数学习方法。基于高斯变分推理提出损失函数,状态估计问题转化为对真实后验近似问... 针对在对时变非线性系统进行状态估计以及参数学习时估计误差大、抗干扰能力差等问题,提出一种面向非线性系统的精确稀疏高斯变分推理的批量状态估计与参数学习方法。基于高斯变分推理提出损失函数,状态估计问题转化为对真实后验近似问题,并引入需要学习的参数。对状态概率分布的参数使用高斯-牛顿式优化器的方法进行迭代更新,利用Stein引理、协方差矩阵的稀疏性及高斯容积方法得到完整的状态估计迭代方案。使用期望最大化学习测量模型的噪声参数,同时引入逆Wishart先验减少测量噪声和离群值对参数学习以及状态估计结果的影响。通过对无人机仿真模型进行模拟实验,在不加入无人机运动以及测量噪声真实值的情况下,对无人机轨迹能够进行精确的估计,且有效抑制测量噪声和测量离群值对轨迹估计精度带来的影响。 展开更多
关键词 精确稀疏高斯变分推理 非线性系统批量状态估计 参数学习 期望最大化方法 轨迹估计
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参数冻结精细指数积分法在非线性车桥耦合振动分析中的应用 被引量:3
6
作者 张宇 李韶华 任剑莹 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期258-272,共15页
描述车桥耦合作用的基本问题是一个时变系统问题,且很多工况下需考虑非线性特性,使得该问题难以得到解析解,甚至数值解也可能很复杂.针对该问题的求解,提出了一种参数冻结精细指数积分法,将其应用于车桥耦合动力学模型的数值分析中.该... 描述车桥耦合作用的基本问题是一个时变系统问题,且很多工况下需考虑非线性特性,使得该问题难以得到解析解,甚至数值解也可能很复杂.针对该问题的求解,提出了一种参数冻结精细指数积分法,将其应用于车桥耦合动力学模型的数值分析中.该方法结合了精细积分和指数积分特点,并将时变系数矩阵在每一积分步参数冻结,用于获得系统振动响应的数值解.考虑汽车轮胎与桥面的力和位移耦合关系、桥面沥青铺装层、桥梁材料黏弹性和几何非线性特性,建立了车桥耦合动力学模型,并应用参数冻结精细指数积分法对该模型进行了求解.通过与近似解析解、辛Runge-Kutta算法以及经典的Newmark-β数值积分法计算结果进行对比,验证了所提出方法计算结果的有效性和准确性.在此基础上,制作了缩尺车桥耦合系统模型,测试了跨中挠度响应,进一步验证了理论建模和所提算法的有效性和实用性.通过数值计算分析了所提算法的数值特性,结果表明:提出的参数冻结精细指数积分法不仅可以处理时变、非线性问题,且具有良好的数值计算精度和长时间数值稳定性;由于精细积分的特点,参数冻结精细指数积分法的计算时间步长可以取的较大,可有效提高计算效率.因此,所提出的参数冻结精细指数积分法预期可成为求解车桥耦合动力学问题的一种新的高效算法. 展开更多
关键词 精细指数积分法 车桥耦合振动 参数冻结 非线性时变系统 辛Runge-Kutta算法
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非线性变参数系统的混合H2/H∞控制 被引量:6
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作者 朱平芳 周燕茹 曾建平 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2231-2241,共11页
本文研究了一类非线性变参数系统的混合H2/H∞保性能控制问题.基于Lyapunov稳定性理论,建立了状态反馈混合H2/H∞保性能控制的可解性条件.该条件是依赖于状态和参数的线性矩阵不等式,显式地体现了系统的时变和非线性特性,通过多项式平... 本文研究了一类非线性变参数系统的混合H2/H∞保性能控制问题.基于Lyapunov稳定性理论,建立了状态反馈混合H2/H∞保性能控制的可解性条件.该条件是依赖于状态和参数的线性矩阵不等式,显式地体现了系统的时变和非线性特性,通过多项式平方和方法,可以转化为优化问题.特别地,本文构造一种新颖的控制器和Lyapunov范数.在此基础上,研究了基于多项式平方技术的不确定非线性变参数系统混合H2/H∞保性能控制问题.最后,通过倾转旋翼飞行器实例和数值仿真均验证本文方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 混合H2/H∞保性能控制 非线性参数系统 不确定性系统 平方和
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一类非线性系统参数偏差型故障的实时检测与诊断 被引量:27
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作者 周东华 孙优贤 +1 位作者 席裕庚 张钟俊 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1993年第2期184-189,共6页
本文针对一类较一般的多变量非线性时变随机系统,给出了一种全新的用于其参数偏差型故障的实时检测与诊断方法。这类故障包容了诸如部件参数的阶跃型和缓变型故障等,所给仿真实例证实了本文方法的有效性。
关键词 非线性系统 参数偏差 故障诊断
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一类非线性参数化系统自适应重复学习控制 被引量:8
9
作者 孙云平 李俊民 李靖 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期228-232,共5页
针对一类高阶非线性参数化系统,利用分段积分机制,提出了一种新的自适应重复学习控制方法.该方法结合反馈线性化,可以处理参数在一个未知紧集内周期性快时变的非线性系统,通过引进微分-差分混合型参数自适应律,设计了一种自适应控制策略... 针对一类高阶非线性参数化系统,利用分段积分机制,提出了一种新的自适应重复学习控制方法.该方法结合反馈线性化,可以处理参数在一个未知紧集内周期性快时变的非线性系统,通过引进微分-差分混合型参数自适应律,设计了一种自适应控制策略,使广义跟踪误差在误差平方范数意义下渐近收敛于零,通过构造Lyapunov泛函,给出闭环系统收敛的一个充分条件.实例仿真结果说明了该方法的可行性. 展开更多
关键词 非线性参数系统 混合型参数 自适应控制 重复学习控制 LYAPUNOV泛函
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一类非线性动态系统的非参数GFRF 模型辨识(英文) 被引量:36
10
作者 韩崇昭 王立琦 +1 位作者 唐晓泉 党映农 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期816-819,825,共5页
本文对一类用多项式描述的非线性动态系统提出使用GFRF模型类的非参数辨识算法.这种算法的显著特点是需要很小的计算量和存储空间,而且辨识精度较高.仿真结果表明这种非参数模型辨识算法是有效的,而且由辨识方法获得的模型一般... 本文对一类用多项式描述的非线性动态系统提出使用GFRF模型类的非参数辨识算法.这种算法的显著特点是需要很小的计算量和存储空间,而且辨识精度较高.仿真结果表明这种非参数模型辨识算法是有效的,而且由辨识方法获得的模型一般具有很好的泛化能力,因而是一种具有重要应用前景的实用方法. 展开更多
关键词 非线性动态系统 GFRF模型 参数模糊辨识
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基于改进差分进化算法的非线性系统模型参数辨识 被引量:19
11
作者 熊伟丽 陈敏芳 +1 位作者 张乾 徐保国 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2014年第1期124-127,共4页
针对非线性模型的参数估计寻优较为困难的问题,提出一种基于改进的差分进化算法的非线性系统模型参数辨识新方法。通过引入一个自适应变异率,随着迭代的进行自适应调整缩放因子,从而在初期保持种群多样性以避免早熟,并在后期逐步降低变... 针对非线性模型的参数估计寻优较为困难的问题,提出一种基于改进的差分进化算法的非线性系统模型参数辨识新方法。通过引入一个自适应变异率,随着迭代的进行自适应调整缩放因子,从而在初期保持种群多样性以避免早熟,并在后期逐步降低变异率,保留优良信息,避免最优解遭到破坏。交叉概率采用动态非线性增加的方法,提高了收敛速度。为了验证算法性能,针对几类典型的非线性模型参数辨识问题进行了仿真研究,并将其应用于一类发酵动力学模型参数的估计中。结果表明改进算法的参数辨识精度高,收敛速度也比较快,有效提高了模型建立的精度与效率,为解决实际系统中参数估计问题提供了一条可行的途径。 展开更多
关键词 差分进化算法 非线性系统 参数辨识 发酵过程
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基于遗传算法的非线性迟滞系统参数识别 被引量:18
12
作者 李伟 王轲 +1 位作者 朱德懋 吴菊林 《振动与冲击》 EI CSCD 2000年第1期8-11,共4页
研究了非线性迟滞系统的参数识别问题。在识别过程中 ,将非线性迟滞系统的记忆恢复力用双折线模型来描述 ,并由此模型写出非线性迟滞系统的参数识别方程。利用相干函数 ,把关于模型参数非线性的参数识别方程转化为线性参数识别前提下的... 研究了非线性迟滞系统的参数识别问题。在识别过程中 ,将非线性迟滞系统的记忆恢复力用双折线模型来描述 ,并由此模型写出非线性迟滞系统的参数识别方程。利用相干函数 ,把关于模型参数非线性的参数识别方程转化为线性参数识别前提下的非线性函数优化问题。讨论了十进制编码遗传算法的交叉操作和变异操作方法 ,以及在上述非线性函数优化问题中的具体应用。仿真实验和实际钢丝网垫减振器的建模实验均表明本文方法简单可行 。 展开更多
关键词 非线性 迟滞系统 参数识别 遗传算法 减振器
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非线性分布参数系统跟踪控制的学习算法 被引量:23
13
作者 谢胜利 谢振东 韦岗 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期627-632,共6页
尝试性地将学习控制方法用于一类非线性分布参数系统的跟踪控制上,分别获得了系统轨线于L2(Ω)空间,W 1,2(Ω)空间中跟踪期望目标的结果.所给的学习算法避免了其收敛性要依赖于理想输入ud(x,t)这一不确定的条件,... 尝试性地将学习控制方法用于一类非线性分布参数系统的跟踪控制上,分别获得了系统轨线于L2(Ω)空间,W 1,2(Ω)空间中跟踪期望目标的结果.所给的学习算法避免了其收敛性要依赖于理想输入ud(x,t)这一不确定的条件,且对系统的非线性要求只是定性的而不是定量的,从而使得控制具有很强的鲁棒性能. 展开更多
关键词 非线性 分布参数系统 学习控制 算法 机器人
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具有非线性不确定参数的电液伺服系统自适应backstepping控制 被引量:25
14
作者 林浩 李恩 梁自泽 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期181-188,共8页
针对电液伺服系统中存在非线性不确定参数的问题,提出了一种采用积分型Lyapunov函数的自适应backstepping控制方法.首先定义积分型Lyapunov函数,将电液伺服系统中的非线性不确定参数转化为线性表示;然后逐步递推设计backstepping控制器... 针对电液伺服系统中存在非线性不确定参数的问题,提出了一种采用积分型Lyapunov函数的自适应backstepping控制方法.首先定义积分型Lyapunov函数,将电液伺服系统中的非线性不确定参数转化为线性表示;然后逐步递推设计backstepping控制器,同时在控制律中加入阻尼项,从而补偿外界干扰对控制性能的影响;基于Lyapunov稳定性方法,设计了参数自适应律,并且在自适应律中引入充分光滑投影算子,实现对电液伺服系统中不确定参数漂移的抑制作用.搭建了AMESim与MATLAB的联合仿真平台,对所设计的自适应backstepping控制器进行仿真,作为对比,设计了不带有非线性参数估计的自适应backstepping控制器和PID算法.仿真表明,本文所设计的控制器具有良好的跟踪性能和补偿非线性不确定参数变化的能力. 展开更多
关键词 电液伺服系统 自适应backstepping 非线性不确定参数 参数漂移 投影算子
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滚动轴承—转子系统非线性参数、强迫联合振动 被引量:17
15
作者 张耀强 陈建军 +1 位作者 唐六丁 林立广 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期871-875,共5页
建立考虑非线性轴承力、径向游隙、变柔度等非线性因素和不平衡力的滚动轴承—转子系统动力学方程,并用自适应Runge-Kutta-Felhberg算法对其求解,利用分岔图、Poincaré映射图和频谱图,分析参数、强迫联合激励的滚动轴承—转子系统... 建立考虑非线性轴承力、径向游隙、变柔度等非线性因素和不平衡力的滚动轴承—转子系统动力学方程,并用自适应Runge-Kutta-Felhberg算法对其求解,利用分岔图、Poincaré映射图和频谱图,分析参数、强迫联合激励的滚动轴承—转子系统的响应、分岔和混沌等非线性动力特性。结果表明,滚动轴承—转子系统有多种周期和混沌响应形式,其振动频率不仅有参数振动频率成分和强迫振动频率成分,而且有二者的倍频成分和组合频率成分;随着径向游隙的增大,转子系统的非线性特性增强;不平衡力较小时,系统中参数振动占主导地位,增大不平衡力有利于抑制转子系统的不稳定振动。随不平衡力的增大,强迫振动逐渐增强,大的不平衡力会诱发系统产生混沌振动;转子系统进入混沌的主要途径是倍周期分岔。 展开更多
关键词 轴承—转子系统 参数振动 强迫振动 非线性动力学 分岔 混沌
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基于复合微粒群算法的非线性系统模型参数估计 被引量:11
16
作者 吴亮红 王耀南 +1 位作者 曾照福 袁小芳 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1942-1945,共4页
在系统辨识理论的实际应用中根据不同的对象和建模的不同目的去选择合适的辨识算法是一件不容易的事。针对非线性系统模型的多样性,提出了适应于多种不同模型的基于复合微粒群优化算法(HPSO)的系统参数估计方法,并对多种模型实例进行了... 在系统辨识理论的实际应用中根据不同的对象和建模的不同目的去选择合适的辨识算法是一件不容易的事。针对非线性系统模型的多样性,提出了适应于多种不同模型的基于复合微粒群优化算法(HPSO)的系统参数估计方法,并对多种模型实例进行了仿真研究。实验结果表明,该算法是一种有效的系统模型参数估计方法。 展开更多
关键词 微粒群算法 非线性系统 参数估计 仿真研究
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基于改进遗传算法的非线性励磁系统参数辨识 被引量:11
17
作者 赵书强 王磊 +2 位作者 马燕峰 张昕刚 周玮 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期1-4,共4页
将大变异遗传算法应用于非线性发电机励磁系统的参数辨识,利用其较强的全局寻优能力辨识出发电机励磁系统参数估计值。其原理为:当某一代中所有个体集中在一起时就以一个远大于通常变异概率的概率执行一次变异操作,随机、独立地产生许... 将大变异遗传算法应用于非线性发电机励磁系统的参数辨识,利用其较强的全局寻优能力辨识出发电机励磁系统参数估计值。其原理为:当某一代中所有个体集中在一起时就以一个远大于通常变异概率的概率执行一次变异操作,随机、独立地产生许多新的个体,使种群脱离早熟。比较每代中所有个体的最大适应度与平均适应度的接近程度,判断当代中所有个体的集中程度;对当代适应度最高的2个个体不进行大变异操作,以保证具有最大适应度的个体不被破坏掉。采用Matlab的Simulink模块建立仿真模型,算例试验结果表明,基于大变异遗传算法的励磁系统参数辨识方法速度快、精度高。 展开更多
关键词 非线性励磁系统 参数辨识 大变异遗传算法 全局搜索能力
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周期时变时滞非线性参数化系统的自适应学习控制 被引量:26
18
作者 陈为胜 王元亮 李俊民 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期1556-1560,共5页
针对一阶未知非线性参数化周期时变时滞系统,设计了一种自适应学习控制方案。假设未知时变参数,时变时滞和参考信号的共同周期是已知的,通过重构系统方程,将包含时变时滞在内的所有未知时变项合并成为一个周期时变向量,采用周期自适应... 针对一阶未知非线性参数化周期时变时滞系统,设计了一种自适应学习控制方案。假设未知时变参数,时变时滞和参考信号的共同周期是已知的,通过重构系统方程,将包含时变时滞在内的所有未知时变项合并成为一个周期时变向量,采用周期自适应律估计该向量.通过构造一个Lyapunov—Krasovskii型复合能量函数证明了所有信号有界并且跟踪误差收敛.结果被推广到一类含有混合参数的高阶非线性系统.通过两个仿真例子说明本文所提出的控制算法的有效性. 展开更多
关键词 学习控制 非线性参数系统 时变时滞 复合能量函数
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未知时变时滞非线性参数化系统自适应迭代学习控制 被引量:16
19
作者 李俊民 王元亮 李新民 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期861-868,共8页
针对含有未知时变参数和时变时滞的非线性参数化系统,提出了一种新的自适应迭代学习控制方法.该方法将参数分离技术与信号置换思想相结合,可以处理含有时变参数和时滞相关不确定性的非线性系统.设计了一种自适应控制策略,使跟踪误差的... 针对含有未知时变参数和时变时滞的非线性参数化系统,提出了一种新的自适应迭代学习控制方法.该方法将参数分离技术与信号置换思想相结合,可以处理含有时变参数和时滞相关不确定性的非线性系统.设计了一种自适应控制策略,使跟踪误差的平方在一个有限区间上的积分渐近收敛于零.通过构造Lyapunov-Krasovskii型复合能量函数,给出了闭环系统收敛的一个充分条件.给出两个仿真例子验证了控制方法的有效性. 展开更多
关键词 非线性参数系统 自适应迭代学习控制 时变参数 时变时滞 复合能量函数
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基于遗传算法的汽轮机非线性调节系统的参数辨识研究 被引量:12
20
作者 戴义平 邓仁纲 +1 位作者 刘炯 孙凯 《动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期2215-2218,共4页
简要介绍了遗传算法应用于参数辨识的基本思想 ,并将其应用于汽轮机非线性调节系统的参数辨识。结果表明 :采用遗传算法可准确地辨识系统中死区、限幅等非线性发生部位和参数。辨识结果准确可靠 ,相对误差在 2 %以内 ;与传统的辨识方法... 简要介绍了遗传算法应用于参数辨识的基本思想 ,并将其应用于汽轮机非线性调节系统的参数辨识。结果表明 :采用遗传算法可准确地辨识系统中死区、限幅等非线性发生部位和参数。辨识结果准确可靠 ,相对误差在 2 %以内 ;与传统的辨识方法相比 ,具有辨识精度高、收敛速度快的优点。结合计算机仿真 ,可以实现系统的性能预测、控制优化、状态监测与故障诊断。图 4表 5参 展开更多
关键词 汽轮机 非线性系统 调节系统 遗传算法 参数辨识 发电机组 仿真
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