基于Hammerstein模型的非线性建模与预测控制

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1、第46卷第1期2014年2月南京航JournalofNanjing空航天大学学报UniversityofAeronautics&Astronautics基于Hammerstein模型的非线性建模与预测控制张倩1’2王群京2’3李国丽1’4V01．46No．1Feb．2014(1．安徽大学电气工程与自动化学院，合肥，230601；2．安徽大学高节能电机及控制技术国家地方联合实验室，合肥，230601；3．安徽大学教育部电能质量工程研究中心，合肥，230601；4．安徽大学省工业节电与用电安全实验室，合肥，230601)摘要：所有实际的运动机构中都

2、包含一定的非线性，对其进行精确的建模和控制是运动控制中具有挑战性的难题。文中提出了基于粒子群优化算法的RLS-PSO系统辨识建模方法，所得伺服转台模型具有良好拟合效果；对该模型提出改进的两步法，应用基于预测函数控制(Predictivefunctionalcontrol，PFC)的全局优化预测控制；伺服转台的仿真运行结果表明跟踪效果良好。关键词：Hammerstein模型；参数辨识模型；预测控制；伺服系统中图分类号：TP29文献标志码：A文章编号：1005—2615(2014)01—0165—05NonlinearModelingandMode

3、lPredictiveControlBasedonHammersteinModelZhangQianl”，WangQunjing2”，LiGuolil’4(1．SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，AnhuiUniversity，Hefei，230601，China；2．NationalEngineeringLaboratoryofEnergy-SavingMotor&ControlTechnology，AnhuiUniversity，Hefei，230601，China；3．PowerQuali

4、tyEngineeringResearchCenterofChinaMinistry，AnhuiUniversity，Hefei，230601，China；4．AnhuiProvinceLaboratoryofElectricalEconomizeandSafety，AnhuiUniversity，Hefei，230601，China)Abstract：Therearenonlinearitiesalmostinallofthekinematicmechanisms．Theaccuratemodelingandprecisecontrolare

5、bothchallengingproblemsinthefieldofkinematiccontr01．AnapproachtoRLS-PSOparameteridentificationbasedonparticleswarmoptimizationisapproved，whichgetsagreatmodelofservoturntable．Theglobaloptimizationpredictivecontrollerbasedonpredictivefunctionalcontrol(PFC)isappliedtotheservotu

6、rntablethroughmodifiedtwo—stepmethod．Andthesimulationresultsshowtheeffectivenessofmodelingmethodandcontrolalgorithmoftheservosystem．Keywords：Hammersteinmodel；parameteridentificationmodel；predictivecontrol；servosystem对非线性系统的有效控制一直是相关领域控制理论研究者与工程师的关注焦点，对非线性系统的建模实验、辨识算法和基于非线性数学

7、模型的控制算法研究具有重要的理论意义和应用价值‘1

8、。处理此类问题的经典方法之一是基于非线性静态模块与线性动态模块的组合，如Winner模型与Hammerstein模型。关于Hammerstein系统的参数辨识已有大量基金项目：国家自然科学基金(51177001)资助项目；安徽大学青年骨干教师(33010026)资助项目；安徽大学青年科研基金(02300305—33050047)资助项目。收稿日期：2013—10—10；修订日期：2013—12—20通信作者：张倩，女，博士，讲师，E-mail：qianzh@ahu．edu．cn。166南京航空

9、航天大学学报第46卷工作。有些研究者将非线性部分视为两段分段线性或多段分段线性[2。3]，有些方法假设非线性部分是单调的、奇的或可逆的[4]，这样其辨