基于扩张状态观测器的迟滞非线性系统辨识.pdf

《基于扩张状态观测器的迟滞非线性系统辨识.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第３８卷第８期仪器仪表学报Ｖｏｌ３８Ｎｏ８２０１７年８月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＡｕｇ．２０１７基于扩张状态观测器的迟滞非线性系统辨识１２，３２，３２，３２，３刘瑞娟，聂卓!，邵辉，晏来成，郑义民（１．厦门理工学院应用数学学院厦门３６１０２４；２华侨大学信息科学与工程学院厦门３６１０２１；３．福建省电机控制与系统优化调度工程技术研究中心厦门３６１０２１）摘要：针对一类迟滞非线性系统提出一种参数辨识新方法。通过构造合适的周期输入信号，分析ＢｏｕｃＷｅｎ模型的积分特性，该特性在后续线性参数与迟滞参数辨识中起到重要作用。

2、利用扩张状态观测器获得系统状态和等效扰动构造方程组，实现线性参数和非线性参数的分离辨识，所有参数通过线性方程组求解得到。通过数值仿真验证了方法的有效性。最后，方法应用于一类压电系统的迟滞非线性模型辨识，所得模型能够很好地反应实际系统的特性。关键词：迟滞非线性系统；扩张状态观测器；参数辨识；扩张状态观测器中图分类号：ＴＬ２１１．４ＴＨ７０１文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５１０．８０１０Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｅｘｔｅｎｄｅｄｓｔａｔｅｏｂｓｅｒｖｅｒ１２，３２，３２，３２，３ＬｉｕＲｕｉｊｕａ

3、ｎ，ＮｉｅＺｈｕｏｙｕｎ，ＳｈａｏＨｕｉ，ＹａｎＬａｉｃｈｅｎｇ，ＺｈｅｎｇＹｉｍｉｎ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，ＸｉａｍｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉａｍｅｎ３６１０２４，Ｃｈｉｎａ；２ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｔｉｏｎａｌＨｕａｑｉａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｍｅｎ３６１０２１，Ｃｈｉｎａ；３ＦｕｊｉａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＭｏｔｏｒＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＳｙｓｔｅｍＯｐｔｉｍａｌＳｃｈｅｄｕｌｅ，Ｘｉｍｅｎ３６１０

4、２１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｗｐａｒａｍｅｔｅｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒａｃｌａｓｓｏｆｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ＴｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅＢｏｕｃＷｅｎｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｌａｔｅｒｌｉｎｅａｒａｎｄｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｉｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｐｅｒｉｏｄｉｃｉｎｐｕｔｓ．Ｓｙｓｔｅｍｓｔａｔｅｓａｎｄｅｑｕ

5、ｉｖａｌｅｎｔｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅａｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄｂｙｅｘｔｅｎｄｅｄｓｔａｔｅｏｂｓｅｒｖｅｒｔｏｄｅｖｅｌｏｐｅｑｕａｔｉｏｎｓｅｔａｎｄｂｙｓｏｌｖｉｎｇｌｉｎｅａｒｅｑｕａｔｉｏｎｓｅｔ，ｌｉｎｅａｒａｎｄｎｏｎｌｉｎｅａｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｌｙ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｖａｌｉｄａｔｅｄｖｉａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏａｃｌａｓｓｏｆｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓｙｓｔｅｍｆｏｒｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｈｙｓ

6、ｔｅｒｅｔｉｃｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｙｓｔｅｍｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈｒｅｆｌｅｃｔｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｒｅａｌｓｙｓｔｅｍｗｅｌｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈａｍｍｅｒｓｔｅｉｎｓｙｓｔｅｍ；ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｅｘｔｅｎｄｅｄｓｔａｔｅｏｂｓｅｒｖｅｒ（ＥＳＯ）构。这种结构充分考虑了系统的非线性特性和线性动态０引言特性，具有结构简单、适用性强等特点。因此，本文在串联结构下研究迟滞系统参数辨识问题。［１］迟滞广泛存在于各类实际工程系统，例如智能材在非线性系统的模型描述中，虽然

7、可以假设各个环料（压电陶瓷，磁致伸缩材料，形状记忆合金）驱动系统、节按照一定的结构进行连接，但各环节内部信息无法直机械齿轮传动装置等。这类系统的输入和输出之间存在接测量。针对黑箱系统的参数辨识问题，国内外学者进迟滞回线，不仅会降低系统的控制精度，引起跟踪误差和行了大量研究，提出了多种迟滞系统参数辨识方法。根振荡，严重时甚至造成闭环不稳定。据辨识策略的不同，大致分为两类：一类是根据系统的输迟滞系统的研究首要考虑的问题是这类对象的模型入输出数据，进行模型的参数优化计算，包括基于最小二［４６］描述。文献［２３］指出，非线性系统可近似成一类串