数据与模型融合的无模型改进控制算法研究

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1、分类号：TP273单位代码：10110学号：s20110821数中中据北枪北钻与大模大加机学学工型直械融线合的传度滤的制控感无设感制波模究的型铣的的究备关特技改滤研研计特键王进数据与模型融合的无模型改进刀设设及影徐性控波究究、性建鹏术中算中中中计计中中其中中响平飞的制华器北北与北与北北仿北北的北因研算控制算法研究北大大大大大大大大中中中中中素法学法学学学与与学学中性学学北北北北分基研北研实实真北基中大大大大大析中中究究研实实大能北学学学学学与北北础究现现与础大研大学大孙究现现研学究学学研刘敏制研林

2、敏究究仙备究硕士研究生孙敏敏中中北校内指导教师秦品乐副教授北大中大学北学大校外指导教师学学科专业计算机技术2014年5月18日图书分类号TP273密级非密注1UDC全日制工程硕士学位论文数据与模型融合的无模型改进控制算法研究孙敏敏校内指导教师（姓名、职称）秦品乐副教授校外指导教师（姓名、职称）申请学位级别工程硕士所在领域（研究方向）系统辨识与控制论文提交日期年月日论文答辩日期年月日学位授予日期年月日论文评阅人答辩委员会主席年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类原创性声明本人郑重声明：所呈交

3、的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学

4、术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文数据与模型融合的无模型改进控制算法研究摘要针对工业过程中难以建立精确数学模型的时滞复杂非线性系统，基于数据驱动控制理论的无模型控制方法不依赖系统数学模型，只需系统输入输出数据，就可以实现复杂对象的控制，具有理论上的新颖性。因此，发展数据驱动控制理论有重要的理论与实际意义。本文针对无模型控制中的泛模型理论以及无模型控制律存在的不完善之处做了研究与

5、改进，具体研究内容如下：（1）深入研究了无模型控制算法以及基于多新息理论的无模型控制改进算法，采用随机逼近方法，证明了基于多新息无模型控制算法的收敛性。（2）对基于多新息理论的无模型控制算法的改进，主要进行了以下工作：利用误差反馈原理，提出了带误差反馈的多新息无模型控制改进算法。该算法不仅能够充分有效的利用系统的输入输出数据，还能利用误差充分的修正泛模型，在提高收敛性的同时也能有效解决系统超调问题；针对多新息无模型控制算法中的控制参数优化问题，利用果蝇优化算法对控制器中的相关参数进行在线调优。利用

6、仿真手段验证改进方法的有效性。（3）研究了PID神经网络辨识与控制理论，提出了基于多新息理论的PID神经网络改进算法，从理论上证明了该方法的收敛性。最后结合仿真实验验证了方法的有效性。（4）结合具体项目，针对具有时滞复杂非线性特性的六自由度可调平台的姿态调整问题，深入研究了Stewart模型、开放式控制系统及相关理论，采用本文提出的改进算法对Stewart实物系统进行控制，实验表明所提出的改进方法能够有效地解决六自由度可调平台的控制问题。关键词：无模型控制，多新息，果蝇优化算法，PID神经网络，六

7、自由度可调平台中北大学学位论文ImprovementResearchofModel-FreeControlAlgorithmBasedonDataandModelDrivenAbstractModel-freecontrolmethodbasedonthedata-drivencontroltheorycancontrolacomplexsystem,whichisindependentofsystemicmathematicsmodelandonlyneedinput-outputdata.Th

8、emethodhassomeofinnovationsintheory.Therefore,thedevelopmentofdata-drivencontroltheoryhasimportanttheoreticalandpracticalsignificance.Inthispaper,toovercomethefaultinessofuniversalmodeltheoryandcontrollawwithoutmodel,wedotheresearchandimprovem