系统研究开题报告

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1、毕业设计徒文）开题报告题专班学指目对偶控制器的设计及应用业电子信息工程级生师李琪2012年一、毕业设计（论文）课题来源、类型本毕业设计课题來源于科研，属于科研论文类。二、选题的目的及意义对于实际系统而言，不确定性普遍存在，所以必须采用随机系统的理论和方法加以分析和处理。本课题就是研究具冇不确定参数存在于系统方程屮的随机控制问题。研究最小方差控制并设计最小方差控制器。从求解最优对偶自适应的角度出发，在介绍线性二次型高斯（LQG）问题的基础上，给岀具冇不确定参数的LQG问题。研究具冇被动学习特点的对偶控制，针对未知参数存在于系统方程的问题，利用卡尔曼滤波技术，采用多个模型加权的方法，获得对

2、偶控制器并利用Matlab语言实现界面可视化。通过毕业设计，使所学理论知识与实际应用相结合，培养理论分析能力和独立解决问题的能力，提高查阅文献资料的水平，在毕业设计的具体要求过程中，提高口己独立工作能力、学术论文的写作能力和对问题的表达以及答辩的能力。三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势随机控制是现代控制理论的一个重要分支，随机控制系统的测量量和控制量都是随机过程。对于一个一般的系统而言，其不确定性普遍存在，使得大部分实际工业生产过程和社会、经济等领域中的多步决策问题都不能用简单的确定性模型加以描述，而必须采用随机系统的理论和方法加以分析处理。对于未知参数的随机系统，上世纪六十年代，

3、前苏联学者Feldbaum提出了对偶控制的思想，其本质就是控制器，一方面要对系统进行调节，使其输岀趋向期望的目标；另一方面，还要对系统进行学习，以减少系统中参数的不确定性，两者之间存在耦合，不能分开进行，这种耦合导致了最优控制的解析解无法获得。从信号分解的角度分析，对偶性质表现了两种不同的作用趋势：一方面,由于参数估计的不确定性影响，控制作用较参数已知时的情况更为“保守”,以免带来更大的控制误弟，称为控制信号的谨慎性质；另一方面，为了尽可能快的降低参数不确定性的影响，控制策略又能主动的引入激励信号，以丰富控制信号频谱，激发各种不确定性模态，便于提高参数估计或系统识别精度，称控制律具有探

4、测作用或主动学习作用。如果不考虑对参数不确定性的学习，那么控制信号仅极小化控制目标；反Z控制律将一部分能分量用于改善参数估计精度，在控制目标和估计目标之间进行平衡。1973年，Lainiotis等人采用基于后验概率加权方式构成的口适应控制策略，称作DUL算法。1982年，Milito等人根据Kalman滤波器中包含了参数诊治和估计之间的误差信息这事实，在控制指标屮，通过学习引入信息序列方并，从而实现了控制作用的良好折中，这就是著名InnovationsDualControl策略。该对偶控制对应的性能指标优于己有的具有对偶特点的次优控制，但是，最优学习因子由设计者事先提出，在各阶段保持常

5、数。2002年，LiDuan等人对于参数的不确定性仅存在于测量方程，提出了方差最小化方法，获得了具有主动学习特点的对偶控制律，同年，他们还用最小方差化和度量系统参数不确定的方法给出了参数不确定性存在于状态方程与测量方程的对偶控制律，然而这些方法仅适用于被控系统的模型为状态空间描述。2004年，对于描述系统的模型为差分方程月•参数为未知常数时，钱富才等人捉出了对偶控制律的两极优化算法，使得次优化对偶控制律的求解更加容易。2005年，LiDuan等人总结了其研究成果，提出了参数不确定性对偶控制求解的一般性框架。随着计算机的广泛应用大大加速了随机控制的发展，对于具冇集中控制器的状态能观测的系

6、统已经具有相当完善的理论。随机控制理论既有广阔的应用前景，也冇很多富冇挑战的研究课题。在很多传统模型已经不能满足要求，在许多实际随机控制问题中，存在大量的不确定性，是目前尚未解决的富有挑战性的研究课题之一。在许多处理类似传感器和控制器所受噪声干扰因索或者分散式随机控制问题时，还是缺少模型、概念体系和分析体系，这也是重要的具有挑战性的研究课题。到冃前为止，尚未解决兼顾优化和状态估计的集成控制律问题，从而影响了随机控制的进一步发展，这是有一个重要的研究课题。.四、本课题主要研究内容通过本次课题设计，要求对于具冇不确定参数存在于系统方程中的随机控制问题进行研究，并能够将该方法仿真实现。本课题

7、主耍涉及研究以下内容：1)学习、掌握最小方差控制的原理并设计最小方差控制器；最小方差控制主耍研究受控自回归平移平均模型(CARMA)的预测和控制问题，因为控制的性能指标是使系统输出的方差为最小，故成为最小方差控制。最小方差控制的目标，是对给定CARMA模型A(『)y(k)=B(q")u(k・d)+C(qJ)e(k)寻找一个控制策略，是系统输出的方差为最小。CARMA是离散时间随机系统，他从系统的输入和输出关系解决随机控制问题，具冇简单、易于使用