多模型建模与控制的理论和方法PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1非线性系统的多模型建模 2

1.1.1模块化建模 2

1.1.2局部化建模 5

1.2非线性系统的多模型控制 6

1.2.1模型集的优化 7

1.2.2多模型控制器设计 8

1.2.3多模型控制的稳定性 9

1.3多模型建模与控制的发展及应用 9

1.4多模型建模与控制的难点及热点 10

1.4.1模型集的构造 10

1.4.2模型调度策略 11

1.4.3控制系统稳定性 11

参考文献 11

第2章 基于分段仿射方法的多模型离线建模 15

2.1引言 15

2.2非线性系统的分段仿射模型 17

2.2.1分段仿射系统模型 17

2.2.2区域划分与平衡点确定 18

2.3分段仿射离线建模算法 19

2.3.1问题描述 19

2.3.2模型阶次确定 22

2.3.3模型数量与参数协同优化 24

2.3.4划分曲面确定 29

2.4建模特性分析 32

2.4.1算法收敛性分析 32

2.4.2计算复杂性分析 33

2.5关于建模参数的若干讨论 33

2.6建模实例 34

2.6.1 PWA模型辨识 34

2.6.2非线性系统PWA辨识 36

参考文献 38

第3章 基于局部模型方法的多模型在线建模 40

3.1引言 40

3.2局部模型方法建模原理 41

3.2.1非线性系统的局部多模型描述 41

3.2.2局部模型方法基本原理 42

3.3局部模型在线建模算法 45

3.3.1输入空间模糊划分 45

3.3.2局部模型在线生成 47

3.3.3数据边界动态调整 50

3.3.4在线建模算法流程 53

3.4建模特性分析 54

3.4.1逼近特性分析 54

3.4.2可辨识性分析 55

3.4.3计算复杂性分析 57

3.4.4算法特点分析 58

3.5关于建模参数的若干讨论 58

3.6建模实例 59

3.6.1非线性系统建模 59

3.6.2时变非线性系统建模 62

参考文献 64

第4章 基于即时学习方法的多模型在线建模 65

4.1引言 65

4.2即时学习方法建模原理 66

4.3即时学习在线建模算法 69

4.3.1输入邻域数据窗口确定 69

4.3.2学习过程在线递归形式 72

4.3.3数据库搜索与更新策略 74

4.3.4在线局部建模算法流程 76

4.4建模特性分析 77

4.4.1逼近特性分析 77

4.4.2自适应性分析 78

4.4.3计算复杂性分析 79

4.5关于建模参数的若干讨论 79

4.6非线性系统建模实例 80

参考文献 83

第5章 非线性系统的多模型自适应控制 84

5.1引言 84

5.2多模型自适应控制的基本原理 85

5.2.1多模型自适应控制结构 85

5.2.2模型集的建立 86

5.2.3控制器设计方法 86

5.2.4控制系统的稳定性 87

5.3典型多模型自适应控制方法 90

5.3.1基于多模型切换算法的控制方法 90

5.3.2基于多模型加权算法的控制方法 93

5.3.3基于局部线性化模型的控制方法 95

5.4 LQ最优多模型自适应控制器设计 96

5.4.1问题描述 97

5.4.2控制器设计方法 97

5.4.3稳定性分析 99

5.4.4 Ball and Beam系统控制实例 100

5.5基于动态模型库的自适应控制器设计 102

5.5.1控制器设计方法 103

5.5.2稳定性分析 106

5.5.3参数突变系统控制实例 107

参考文献 108

第6章 基于在线建模的多模型预测控制 110

6.1引言 110

6.2基于在线建模的多模型控制原理 111

6.2.1多模型控制系统的结构 111

6.2.2确保稳定性的模型距离度量 111

6.3 SISO系统多模型预测控制器设计 113

6.3.1问题描述 114

6.3.2控制器设计方法 115

6.3.3控制算法步骤 118

6.3.4稳定性分析 119

6.3.5关于控制参数的若干讨论 120

6.4 MIMO系统多模型预测控制器设计 121

6.4.1问题描述 121

6.4.2控制器设计方法 121

6.4.3控制算法步骤 124

6.4.4稳定性分析 124

6.5 CSTR系统控制实例 125

参考文献 129

第7章 基于在线建模的预测PID控制 131

7.1引言 131

7.2 SISO系统的预测PID控制器设计 132

7.2.1问题描述 132

7.2.2控制器设计方法 133

7.2.3 PID参数启发式调整规则 135

7.2.4控制算法步骤 136

7.2.5稳定性分析 137

7.2.6直流伺服系统控制实例 138

7.3 MIMO系统的预测PID控制器设计 141

7.3.1问题描述 141

7.3.2控制器设计方法 141

7.3.3控制算法步骤 145

7.3.4稳定性分析 146

7.3.5典型不确定系统控制实例 147

参考文献 149

第8章 基于在线建模的滑模预测控制 150

8.1引言 150

8.2 SISO系统滑模预测控制器设计 151

8.2.1问题描述 152

8.2.2控制器设计方法 152

8.2.3控制算法步骤 156

8.2.4稳定性分析 156

8.2.5柔性机械臂控制实例 158

8.3 MIMO系统滑模预测控制器设计 160

8.3.1问题描述 160

8.3.2控制器设计方法 161

8.3.3控制算法步骤 165

8.3.4稳定性分析 165

8.3.5双关节刚性机械手控制实例 165

参考文献 168

第9章 基于多模型的飞机容错控制方法 170

9.1引言 170

9.2执行器故障模型 170

9.3基于多模型的飞控系统容错控制 172

9.3.1故障系统的多模型描述 172

9.3.2飞控系统容错控制结构 173

9.3.3基于IMM的故障检测 174

9.3.4局部重构控制器的设计 176

9.3.5仿真研究 178

9.4基于多模型的智能容错控制 181

9.4.1智能容错控制结构 181

9.4.2故障检测及智能决策机制 182

9.4.3仿真研究 183

参考文献 185

第10章 基于多模型的导弹飞行控制方法 188

10.1引言 188

10.2导弹控制系统研究现状 189

10.3导弹数学模型及其离散化 190

10.3.1三通道数学模型 191

10.3.2数学模型离散化 192

10.4基于预测控制的自动驾驶仪设计 194

10.4.1俯仰通道控制器设计 194

10.4.2滚转通道控制器设计 195

10.4.3仿真研究 196

10.5基于预测PID的自动驾驶仪设计 199

10.5.1俯仰通道控制器设计 200

10.5.2滚转通道控制器设计 200

10.5.3仿真研究 201

参考文献 205