多模型建模与控制的若干问题研究

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1、多模型建模与控制的若干问题研究摘要随着社会经济的飞速发展，人们面临的生产系统工况日益复杂，要求日益提高，控制系统往往具有多变量、非线性、强耦合、工况范围广、控制性能综合要求高等特点，对复杂动态系统的建模与控制提出了更高的要求。在这种情况下，采用基于分解-合成原则的多模型策略以简化原有的复杂系统建模与控制是一种有效的尝试。本文面向复杂非线性系统，对多模型建模与控制的若干问题作了研究和探索。主要研究内容包括：·针对复杂非线性系统的建模问题，设计了两种多模型辨识方法：基于局部多项式拟合的多模型建模方法和基于满意聚类的多模型建模方法。简者利用统计学中的局部多项式拟合算法，结合

2、理性建模思想，设计了相应的多模型辨识方法，并在算法中引入模型切换策略，减少了计算量。后者提出了满意聚类的概念，大大提高了原有聚类算法的收敛速度和聚类精度，并就其在一般．聚类任务和多模型辨识任务中的应用作了研究。两种方法辨识过程简单，取得了满意的仿真结果。)乃·针对多变量系统的多模型控制问题，在基于满意聚类的多模型建模方法基础上，设计了MIMO系统的多模型预测控制算法，推导了相应的带约束的预测控制算法6／并分析了多模型预测控制系统性能，得出了多模型预测控制系统的鲁棒稳定条件，对具体机理模型的仿真研究取得了满意的结果。州／·研究了一般T-s多模型预测控制算法及系统的稳定性

3、问题a／首先对一般T．S多模型系统设计了预测控制策略，将系统全局控制量视为各子系统预测控制量的加权组合，并讨论了这种策略的最优性。然后利用已有的预测控制系统性能分析方法和T．s多模型状态反馈控制系统的稳定性结论，推导出了T．S多模型预测控制系统稳定性的一般性结论，并总结了具有稳定性保证的T．s预测控制系统设计方法。)彩／●针对一般T．S多模型系统基于LMl的稳定性分析计算量大的不足，给出了T-s多模型系统更为简单的稳定性分析方法。／比例型T-S多模型系统是T-S多模型系统的一种有效简化形式，本文根据其具体特点，给出了保证系统稳定的公共正定阵的迭代推导算法，锝出了标称及

4、控制系统的稳定性结论，总结了具有稳定性保证的规范的控制系统设计方法，并通过具体算例进一步验证了结论。J∥厂·分析了基于观测器的T-s多模型连续和离散系统的稳定性问题。f在切换控制策略下，针对T-S系统前提变量部分可测的情况，利用向量Lyapunov"i函数方法推出了基于切换型和模糊型观测器的T．S多模型系统的稳定性条件，并将其推广到前提变量完全可测及完全不可测的情况，得出了相对完整的具备稳定性保证的T-S多模型控制系统设计方法，并通过仿真算例验证了结论。在计算量上，上述系统分析方法与利用LMI方法寻找公共正定阵相比具有明显的优势。声—、／一一／，，／／厂、／关键词：多

5、模型策略，／分解．合成／“多模型辨识，多模型控制，多模型系统性能分析，T-s多模型IssuesonMulti--model--basedModelingandControlAbstractWiththeflyingdevelopmentofsocialeconomy,operationconditionsofindustryprocessesaremorecomplexwithmorerequirements．Multivariable，nonlinear,strongcoupled，wideoperationrange，strictperformancerequir

6、ementsarepresentedbymostcentrelsystems．Weconfrontwithmorechallengesonmodelingandcontrolofcomplexsystems．Inthiscase，itisaneffectivesolutiontosimplifytheoriginalsystemmodelingandcontrolproblemusingmulti-mode／approaches，whicharebasedondivide．and-conquerstrategy．Hence，thedissertationmainlyd

7、iscussesissuesonmulti·model．basedmodelingandcontrolofcomplexnonlinearsystems．Themaintopicsare：●Formodelingofcomplexnonlinearsystems，twomulti-model-basedmodelingmethodsarepresented．Oneismulti-modelmodelingmethodbasedonlocalpolynomialfitting(LPF)；theotherismulti-modelmodelingmeth