非线性被控对象

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非线性被控对象

本文针对工业常见的非线性被控对象，釆用模型构建系统的内部模型，同时采用基于支持向量机对模型中的非线性部分建立《阶逆模型，然后根据线性模型的逆以及非线性的模型的《阶逆来设计内模控制器对其进行控制。由直流电机和中和反应控制的两个仿真实例可以得出，基于支持向量机的内模控制方法对于采用模型建立阶逆模型的方法，模型精度高，且方法与结构简单，参数调节方便，具有很好的跟踪性以及较强的鲁棒性。

内模控制是一种先进控制方法，本文针对内模控制在非线性领域里的应用，从实际应用、结构改进、控制器设计以及滤波器的设计与改进方面进行论述，并详细说明了内模控制的基本结构、性质、控制器的设计方法。在内模控制方法实现上，分别对多模型和模型进行了研究，分析了模型的特点，并针对不同的模型给出了相应的内模控制设计方案。主要研究结论如下：

1、针对具有工作点大范围变化、大时滞等特点的复杂系统的控制，多模型方法在处理这类对象时，具有结构简单、实用性强、模型精度高的特点。针对多个工况建立的多个局部数学模型能很好的体现系统的动态特性，多模型对象的隶属度函数的建立确定了不同工况下的动态数学模型；针对多个局部数学模型建立的局部控制器，通过隶属度函数设计出不同工况下的内模控制器。针对工业常见的过热器减温系统的仿真实验，在不同负荷下分别输入阶跃信号和方波信号，结果表明多模型内模控制方法控制器设计简单，易于实现，参数调节方便，具有很好的鲁棒性和较快的跟踪性，是一种可行的理论方法。

2、针对工业中较普遍的非线性过程，对非线性对象采用由一个线性模型和一个非线性模型串联组成的模型来描述其动态特性，并且针对模型的控制采用与支持向量机相结合的方法，运用支持向量机逼近模型中非线性部分模型的逆模型，将求得的逆模型与模型串联组成基本线性化的伪线性模型，与求取整个对象模型的逆模型相比，大大简化了逆模型的计算而且所得逆模型精度高。运用模型的内模控制方法对直流电机转速控制和中和反应中值控制两个实例进行仿真，结果表明基于支持向量机的模型内模控制方法结构简单，参数调节方便，控制精度高，具有很好的跟踪性和较强的鲁棒性。

本文的研究中还存在一些不足，有待进一步研究：

多模型内模控制可以通过尝试新的隶属度函数的确定方法来加以改进，使模型之间的过渡更加平稳。目前针对模型的研究相对较少，运用于模型的控制方法可以尝试不同的先进控制方法，有必要开展进一步深入研究。

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