根据给定文件信息,下面是详细知识点的阐述: 标题知识点:Hammerstein-Wiener模型代表的非线性系统的动态输出反馈模型预测控制 描述知识点:文档标题中提到了Hammerstein-Wiener模型以及动态输出反馈模型预测控制(Dynamic Output Feedback Model Predictive Control, DOFMPC)。Hammerstein-Wiener模型是一种描述具有静态非线性和动态线性两个部分组成的系统的模型。动态输出反馈模型预测控制是指一种算法或者策略,它通过对系统输出的反馈来进行控制,同时会预测系统未来的行为以优化控制输入,旨在改善系统的性能表现,例如减少能耗、提高生产效率等。 动态输出反馈控制模型预测控制的关键在于它能够处理非线性系统的动态特性。非线性系统是指系统的输出与输入之间的关系不是线性的,常见的非线性特性有饱和、死区、继电特性等。这些非线性特性在诸如化工过程、机器人、航空航天、汽车、制造业等领域中非常常见。 Hammerstein-Wiener模型的组成部分包括: 1. Hammerstein模型部分:描述非线性静态映射部分,它将输入信号映射到一个中间信号。 2. 动态线性部分:通常用线性差分方程来描述,它从中间信号生成输出信号。 3. Wiener模型部分:此部分是线性动态环节在前,非线性静态环节在后的逆序结构,也可与Hammerstein模型组合为Hammerstein-Wiener模型。 动态输出反馈模型预测控制需要确保系统的稳定性和优化控制性能,这是通过优化预测模型的参数来实现的。DOFMPC策略涉及到优化问题的求解,它不仅考虑当前的系统状态,还要考虑未来一段时间内的系统状态预测。 描述中提到的“二次有界性”(Quadratic boundedness)是一种用于指定闭环稳定性并保证优化问题递归可行性的概念。二次有界性可以通过一种特殊设计的函数来保证系统状态始终保持在预定的界限之内。 此外,文件中提到的IET-OFMPC(IET-Output Feedback Model Predictive Control)是之前关于同一主题的研究工作,本文通过引入二次有界性的概念来改进之前的模型和算法。 标签知识点:研究论文 这部分信息表明文件的内容属于学术研究范畴,发布于Elsevier出版社出版的期刊上。这类论文通常包含原创性研究的详细描述,旨在推动相关领域的学术发展。研究论文在学术界具有重要的地位,它们为学者们提供了新的理论和实验结果,对技术进步和科学发展起到推动作用。 根据文件内容,作者提供了动态输出反馈模型预测控制针对Hammerstein-Wiener模型系统的数值例子,这表明了理论和算法在实际应用中的示范,有助于读者更好地理解所提方法的有效性和实用性。
2025-08-24 14:40:17 723KB 研究论文
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本文提出了基于观测器和命令过滤器的自适应模糊输出反馈控制策略,用于处理一类具有参数不确定性和未测量状态的严格反馈系统。以下是本文的知识点: 1. 不确定非线性系统:指的是系统中存在未知或变化的参数,或系统动态的非线性特性未知。不确定系统的研究是控制理论中的一个重要领域,因为实际系统中很难避免不确定因素的影响。 2. 严格反馈形式系统:这类系统具有特定的动态结构,可以分解为若干个单输入单输出(SISO)的子系统,并且每一级的输入都依赖于所有前一级的状态。 3. 模糊逻辑系统:用于近似未知的非线性函数。模糊逻辑系统通过模糊规则来模拟复杂的非线性系统行为,并可以处理系统中模糊的、不精确的信息。 4. 观测器设计:由于系统中存在未测量状态,因此需要设计模糊状态观测器来估计这些状态。观测器能够在没有直接测量某些系统状态的情况下,通过系统的输入和输出来估计状态。 5. 命令过滤器(Command Filter)和背步进控制(Backstepping Control):命令过滤器用于设计背步进控制策略,以避免背步进设计中复杂度的“爆炸”问题。背步进设计是一种系统化设计控制律的方法,适用于具有严格反馈结构的非线性系统。由于在传统背步进设计中,随着系统级数的增加,控制律的复杂性呈指数增长,因此引入命令过滤器来简化这一过程。 6. 自适应控制:自适应控制策略能够在系统运行过程中根据系统行为调整控制器的参数。在本文中,自适应控制用于根据观测器的输出调整模糊逻辑系统,以补偿由于命令过滤器引起的误差。 7. 闭环系统信号的有界性保证:所提出的控制方法可以确保在闭环系统中的所有信号都有界,意味着系统的行为将被限定在一定的范围内,避免了不稳定现象的发生。 8. 控制方法的贡献:本文所提出的控制方法解决了两个主要问题,一是系统参数未知情况下的线性问题,二是背步进设计中复杂度的爆炸问题。而且该方法不需要直接测量系统的所有状态,这在实际应用中具有重要意义。 9. 工业应用:控制方法的提出,旨在为工业电子系统(如电机控制、飞行器控制等)提供更加精确、稳健的控制策略。 10. 参考文献:本文列举了相关的学术参考文献,这些文献对理解背步进方法以及相关控制理论的发展有着重要作用。 文中提到的“Backstepping”,“command filter”,“fuzzy control”,“observer”,和“output feedback control”等术语,均为控制科学与工程领域的核心概念和研究热点。通过这些关键词,可以看出本文的研究工作在控制理论的发展中处于前沿,具有创新性和实用价值。
2025-04-23 13:48:09 918KB 研究论文
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一类输出受限非线性系统的输出反馈控制
2024-07-10 14:13:22 145KB 研究论文
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倒立摆是不稳定的非最小相位系统,其H∞输出反馈缺乏鲁棒性。用带宽设计的观点分析了不稳定非最小相位对象的控制难点,指出非最小相位的控制要求系统的带宽要窄,而不稳定对象的控制则要求带宽要宽。提出用一个宽带宽的回路对不稳定动态部分进行镇定,再对只具有非最小相位的回路设计一个窄带宽的控制器。通过仿真表明,这样的设计具有良好的鲁棒性。
2023-04-27 11:21:39 237KB 自然科学 论文
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基于Takagi-Sugeno模糊模型的大规模非线性系统的鲁棒分散静态输出反馈控制设计
2023-03-27 16:46:19 1.37MB 研究论文
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基于神经网络MIMO非仿射系统自适应输出反馈控制,赵品,,针对一类多输入多输出(MIMO)非仿射非线性系统,设计了一种基于神经网络的自适应输出反馈控制方案,使得输出信号能够跟踪给定光��
2023-03-08 14:19:09 282KB MIMO非仿射非线性系统
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针对一类单输入单输出非线性不确定系统, 提出一种稳定的直接自适应模糊输出反馈监督控制算法. 该算
法不需要系统的状态完全可测的假设条件, 监督控制不仅迫使系统的状态在指定的集合内, 而且当模糊自适应控制
处于良好的工作状态时, 监督控制可以关闭. 证明了整个模糊自适应输出反馈控制算法可以保证闭环系统稳定.

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一类非线性系统的高增益输出反馈控制设计.pdf
2022-12-20 18:26:35 784KB 文档资料
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针对常规输出反馈特征结构配置方法不能完全保证闭环系统稳定性的问题, 提出一种改进的输出反馈特征结构配置方法. 该改进的算法通过引入二次型性能指标, 将闭环系统的稳定性问题转化为线性二次型最优控制问题,从而保证闭环系统的稳定性; 考虑到采用特征结构配置方法所设计的闭环系统鲁棒性不强, 给出保证系统鲁棒性的条件, 以解决系统鲁棒性问题. 最后, 通过在飞翼飞机上的仿真结果验证了所提出算法的有效性.

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摘要: 基于精确线性化理论,设计了他励直流电动机非线性转速控制器。从他励直流电动机数学模型出发, 对系统的两个平衡点进行了研究。在此基础上,运用输入输出线性化方法,通过选择不同的输出函数,设计了两种非线性转速控制器,并研究了控制器内动态的稳定性。仿真结果表明,直接选择电机转速为输出函数设计的控制器,无法将系统控制到期望平衡点,选择转速和电枢电流线性组合为输出函数设计的非线性控制器,可以使系统稳定到期望的平衡点,实现电动机转速精确控制,且具有很好的控制精度、动态性能和抗干扰能力
2022-11-19 21:58:54 904KB 输入输出反馈 平衡点 零动态 内动态
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