分数阶系统辨识与控制研究

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1、摘要分数阶系统辨识与控制研究摘要分数阶微积分在数学领域中是一门古老而又新颖的课题，是传统整数阶微积分的扩张。近些年来随着分数阶微积分理论的发展，分数阶微积分理论应用于控制理论和控制实践的研究已经开始，并不断取得一些很好进展。目前，对于分数阶控制系统的研究还不是很全面，所有的研究都只是基础性的，还有很多问题有待进一步深化研究。在前人研究基础上，本文主要在以下几个方面对分数阶控制系统进行了深入的研究：根据分数阶自身特点，改进NLJ使其用于分数阶优化辨识，仿真表明该辨识方法是很理想的。借鉴整数阶结构模型辨识的思想，本文提出模型结构辨识，由于现在分数阶系统都是基于已知阶次或者

2、结构上的辨识，所以本文这一思想具有一定的历史和现实意义。改造Adaline网络结构，用其核心思想使其适用于分数阶系统辨识，这种方法经过仿真表明其辨识效果良好。由于IMC整定控制器时，不可避免引入模型误差，因此本文在IMC基础上对分数阶IMC控制器的系数进行优化，弥补模型引起的误差。仿真也表明其效果由于单独的IMC方法。借鉴整数阶全维观测器方法，把它用于分数阶系统观测器的设计上，并针对分数阶系统自身特点进行稳定性改进和限制，使其适合分数阶观测器设计。关键词：分数阶微积分，分数阶系统辨识，分数阶系统结构辨识，分数阶衍aDU控制器，分数阶IMC，IMCISE，分数阶观测器，

3、NLJIIABSTRACTSTUDIEDoNIDENTIFICATIoNANDCoNTRoLoFFRACITIoNALoRDERSYSTEMABSTRACTInmathematics，thefractionalcalculus，asubjectofancientandnew,isaexpansionoftraditionalinteger-ordercalculus．Inrecentyearswiththefractionalcalculusdevelopment，theresearchonthecontroltheoryandpracticingusedthethe

4、oryofthefractionalcalculushasbegun，andmadesomegoodprogress．Atpresent，thefractionalordercontrolsystemisnotverycomprehensive；alloftheresearchisjustbasic，thereisstillalotofproblemsremaintobefurtherdeepened．Basedonthepreviousstudies，thispapermainlyinthefollowingaspectsofthefractionalorderco

5、ntrolsystemcardedoutin—depthstudy：1accordingtothecharacteristicsoffractionalorder,improvingtheNLJ，anduseittothefractionaloptimizationforidentification，thesimulationshowsthattheidentificationmethodisverysatisfactory．2formtheinteger-orderidentification，thisarticleproposesthemodelstructure

6、identification，whichisamoreusefulideabecauseatpresentthestepofhefractionalordersystemhasbeenknownorjustIII北京化T人学硕f：学位论文identifiesthestructure．3changingtheAdalinenetworkstructure，ofwhichthemainkeyisfixedtothefractionalordersystemidentification，thesimulmionshowsthatthiswayisfeasible．4sinc

7、etheIMCcontrollertuning，themodelerrorisinevitable．Sointhisarticle，theparameterofthefractionalIMCcontrollerisoptimizedtomakeupfortheerrorcausedbymodel，basedontheIMCfractional．ThesimulationshowsthatthecontrolefficientisbetterthanIMConly．5Referencingtheinteger-orderfull—orderobser