非线性系统内模控制策略

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1、北京．化工大学硕士研究生学位论文El，期：二。一四年五月四日北京化工大学学位论文原创性声明＼删本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：世dk薛日期：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期问论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有

2、权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。口论文暂不公开(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)范围，在』L年解密后适用本授权书。j翻E暂不公开(或保密)论文注释：本学位论文不属于暂不公开(或保密)范围，适用本授权书。日期：—j哑，!：．颦日期．一一出!竺：』!!Z一．学位论文数据集中图分类号TP273学科分类号510．2070论文编号1001020140800密级公开学位授予单位代码10010学位授予单

3、位名称北京化工大学作者姓名孙兆萍学号2011200800获学位专业名称控制科学与工程获学位专业代码081100课题来源自选题目研究方向先进控制方法论文题目非线性系统内模控制策略关键词内模控制，非线性，多模型，Wiener模型，支持向量机论文答辩日期2014．05．22奉论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师陈娟教授北京化工大学控制理论及先进控制评阅人1王建林教授北京化工大学智能检测技术评阅人2袁洪芳副教授北京化工大学信号处理评阅人3评阋人4评阅人5答辩委员会主席王建林教授北京化工大学智能检测技术答辩委员

4、1李伟教授北京化工大学图像处理答辩委员2崔玉龙副教授北京化工大学电力电子技术答辩委员3王颖副教授北京化工大学光电检测与人工智能答辩委员4袁洪芳副教授北京化工大学信号处理答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在((中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745．9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要非线性系统内模控制策略高度复杂的化学工业过程几乎都带有明显的非线性，虽然近些年非线性理论有了较大发展，但在模型的分析和

5、综合设计时往往算法非常复杂，不易工业实现，因此，研究一种算法简单、易于工业实现的非线性系统的控制方法，具有重要的理论研究意义以及应用研究价值。本文针对工作点变化范围大的非线性过程提出了基于多模型的内模控制方法。多模型的运用使得非线性系统有了透明的简化的模型和控制器，该方法与其他的非线性全局方法相比，计算的复杂程度大大降低。针对工作点变化范围较大的被控对象，用多个局部模型来描述不同工况下对象的特性，同时针对多个局部数学模型设计出相应的局部内模控制器，再通过设计多模型对象的隶属度函数来决定不同工况下每个局部数学模型所隶属的比例，最后将局部数学模

6、型加权得到全局数学模型；同时，设计多模型内模控制器，通过多个局部控制器加权得到总控制器，从而达到全局稳定的控制要求。通过对仿真实例中工业现场负荷的变化进行模拟，并对仿真结果进行分析，验证了方法的有效性。同时，本文针对一类面向模块模型描述的非线性过程，采用Wiener模型来描述，这样可以把一个非线性系统表示为一个线性模型和一个非线性模型串联的形式。本文针对Wiener模型，提出运用支持向量机获得Wiener模型中非线性部分的叫喻逆模型，将其与Wiener模型串联组成基北京化工大学硕士学位论文本线性化的伪线性模型，进而通过内模控制方法对伪线性模

7、型进行控制。通过对两个实例(直流电机的控制和pH中和反应过程控制)的仿真结果进行分析，验证了对于采用Wiener模型来描述动态过程并运用支持向量机求取口阶逆模型构成的内模控制方法能较好完成非线性控制，且控制性能好，并在模型参数变化时具有较好的鲁棒性。关键词：内模控制，非线性，多模型，Wiener模型，支持向量机ABSTRACT矾TERNALMoDELCONTROLSTRATEGYFoRNoNLINEARSYSTEMAlmostallhighlycomplexchemicalreactionprocesseswithaclearnonline

8、ar,althoughnonlineartheoryhasmadegreatprogressinrecentyears，butalgorithmsinthemodelanalys