分布參數(shù)系統(tǒng)的非線性時(shí)空分離建模和預(yù)測(cè)控制策略研究.pdf

1、在過(guò)程工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，許多系統(tǒng)都是動(dòng)態(tài)行為同時(shí)與時(shí)間和空間相關(guān)的分布參數(shù)系統(tǒng)。對(duì)于這些分布參數(shù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于來(lái)源于時(shí)空耦合的分布式特征、強(qiáng)非線性系統(tǒng)的無(wú)限維特性、過(guò)程處理中的不確定性，以及在實(shí)際應(yīng)用中傳感器與執(zhí)行器數(shù)量的限制，這些因素都增加了對(duì)分布參數(shù)系統(tǒng)精確建模與控制的難度。而我們的目標(biāo)是通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)有效的分布式建模策略，并以此模型為模型預(yù)測(cè)控制的分布式內(nèi)模，設(shè)計(jì)高效的分布式控制策略，利用盡量少的控制器和傳感器，使得分布參數(shù)系統(tǒng)

2、的輸出溫度場(chǎng)區(qū)域很快的達(dá)到期望的輪廓。
　　 在前人對(duì)分布參數(shù)系統(tǒng)建模研究成果的基礎(chǔ)上，利用輸入和輸出的測(cè)量數(shù)據(jù)，本文設(shè)計(jì)了兩種有效的針對(duì)分布參數(shù)系統(tǒng)的建模方法。把基于模塊的非線性模型（Hammerstein模型和Wiener模型）擴(kuò)展到分布參數(shù)系統(tǒng)，提出了先分離靜態(tài)非線性模塊，再分離動(dòng)態(tài)線性模塊的Hammerstein和Wiener型的分布參數(shù)系統(tǒng)的建模方案，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的線性時(shí)空分離到直接的非線性時(shí)空分離的目標(biāo)，總結(jié)出了這兩

3、種模型參數(shù)辨識(shí)方法的基本步驟，分析和證明了這種非線性時(shí)空分離方案的建模精度優(yōu)于傳統(tǒng)的K-L線性時(shí)空分離方法。在控制上，提出并初步實(shí)現(xiàn)了基于非線性時(shí)空分離Wiener模型的晚期集中式控制策略，分別針對(duì)催化棒系統(tǒng)和非等溫固定床反應(yīng)器系統(tǒng)在Matlab中進(jìn)行了建模與控制的仿真，結(jié)果表明，我們提出的兩種建模方法都可以很好的重現(xiàn)原系統(tǒng)的時(shí)空動(dòng)態(tài)，提出的分布式模型預(yù)測(cè)控制方法也達(dá)到期望的控制效果，建模精度和控制效果都比傳統(tǒng)的方法要好。同時(shí)，論文也指