6个研究背景和意义示例,教你写计算机非线性系统论文

今天分享的是关于非线性系统的6篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到非线性系统等主题,本文能够帮助到你

非线性系统模糊自适应跟踪控制算法研究

这是一篇关于非线性系统,模糊逻辑系统,反步控制,最优控制,预设性能控制的论文, 主要内容为随着科学技术高速发展,许多实际的物理系统以非线性的形式呈现,因此对于非线性系统的研究逐渐成为一个热门研究话题。相比于线性系统控制算法设计,对非线性系统进行控制算法设计更具挑战性,因为在非线性系统中通常会具有复杂的不确定性。由于传统意义上所设计的线性系统控制算法难以处理这些不确定动态,因此对于非线性系统控制算法设计和稳定性分析广泛吸引了研究人员的关注。并且由于非线性系统中的复杂性程度逐步提高,仅仅利用传统的控制理论技术对于非线性系统进行控制算法设计并实现控制目的是一个困难的问题,融合多学科的知识来设计控制算法是一种解决问题的手段。本文结合模糊逻辑系统和反步控制方法对非线性系统控制算法进行研究。本文研究了具有全状态约束、外部干扰和执行器故障的非线性系统的模糊自适应最优有限时间控制问题。将最优控制引入非线性系统跟踪控制算法设计中,在控制算法设计过程中通过设计性能指标函数和代价函数,建立了HJB(哈密尔顿-雅可比-贝尔曼)方程。为了解决HJB方程难以求取解析解的问题,利用模糊逻辑万能逼近特性对HJB方程中的未知函数进行近似估计。在控制算法设计过程中结合演员-评论家框架形成了演员模糊逻辑模块和评论家模糊逻辑模块,演员模糊逻辑模块用于执行非线性系统的控制行为,评论家模糊逻辑模块用于评价系统控制表现并且将系统控制表现反馈给演员模糊逻辑模块。为了处理非线性系统中的全状态约束问题,在控制算法过程中设计了带有障碍类型项的代价函数以及带有障碍类型项的Lyapunov函数,保证了系统状态保持在受限区间内并且满足了Lyapunov稳定性。利用干扰观测器来消除非线性系统中具有的外部干扰和执行器故障对系统控制质量的负面影响。仿真实验也证明了所设计的控制算法的有效性和可行性。本文研究了基于预设性能控制的非线性系统动态面模糊自适应控制问题。在控制算法设计过程中通过结合预设性能控制保证了跟踪误差保持在预设有界区间内。在控制算法设计过程中嵌入动态面控制技术不仅能够解决反步过程中面临的计算爆炸问题,同时也降低了对期望轨迹函数的要求。对于执行器偏置故障对系统稳定性的影响,在控制算法设计过程中利用双曲正切函数来消除执行器偏置故障带来的负面效果。本文所设计的控制算法即能保证系统满足预设性能要求并且还能保证系统内的所有信号都是有界的。仿真结果证明了所设计控制算法的有效性和可行性。

模糊系统的容错控制及船舶动力定位应用

这是一篇关于船舶动力定位系统,非线性系统,故障检测,容错控制,有色噪声的论文, 主要内容为近几十年来,随着科技与经济的快速发展,人们对于资源的需求越来越大。随着人口激增、陆地资源短缺、环境遭到破坏等问题的影响,人们逐渐将目光转移至海洋资源开发。随着各国对海洋资源的开发利用,为了提高海上作业的精度,船舶动力定位系统逐渐成为了人们研究的对象。由于船舶大多具有较强的非线性、模型参数不确定以及容易受到环境干扰的特点,本文针对国内外复杂非线性系统控制问题进行了学习与研究,了解了复杂非线性系统容错控制问题的热点与难点。本文考虑系统存在建模参数摄动问题以及实际运行中受到外部干扰影响的情况,针对复杂非线性系统的容错控制问题展开研究并将理论方法与船舶动力定位问题相结合,具体内容包括:首先,针对带有建模参数摄动的非线性系统的容错控制问题展开研究。在本方法中,基于模块化的思想将故障观测器设计以及容错控制器设计分开。观测器的设计中,使用结合局部非线性建模技术的T-S模糊建模技术对系统进行建模,并使用未知输入观测器技术处理系统中的参数摄动并得到控制器设计所需的故障估计值。控制器设计部分,由于无法使用未知输入观测器技术,因此使用区间二型T-S模糊建模技术对系统重新建模并基于得到的故障估计值设计容错控制器使得闭环系统能够实现有限时间有界并满足H∞条件。该方法有效降低了设计环节以及求解过程复杂度并能够具有较低的保守性。其次,考虑实际环境中系统受到随机过程向量的影响,使用随机微分方程理论将其刻画为有色噪声,进而针对有色噪声影响下的非线性系统容错控制问题展开研究。本方法降低设计、求解过程复杂度的同时,使用随机微分方程理论对误差(闭环)系统进行分析,给出故障观测器以及容错控制器的设计方法,并通过Lyapunov理论方法分别得到误差(闭环)系统稳定性判据。从仿真实验可知,本章节所提方法可以有效降低有色噪声及执行器故障对被控系统的影响。最后,结合船舶动力定位问题展开研究,设计了一种基于故障观测器故障辨识功能的容错控制方法。本章节使用T-S模糊建模技术将船舶动力定位系统中的坐标轴转换矩阵线性化得到船舶动力定位系统的T-S模糊模型。考虑到观测器设计过程中存在的随机过程向量的影响,使用随机微分方程理论将其刻画为有色噪声并使用结合随机微分方程理论的Lyapunov理论进行分析,降低有色噪声对估计效果的影响。为了补偿故障对系统的影响,根据故障观测结果设计容错控制器使得系统能够实现最终一致有界。通过MATLAB仿真平台给出一个仿真算例,验证本章节所提方法的有效性。

模糊系统的容错控制及船舶动力定位应用

非线性系统的预设性能有限时间有界H∞控制研究

这是一篇关于非线性系统,未知初始跟踪条件,预设性能控制,有限时间控制,有界H∞控制的论文, 主要内容为非线性系统广泛存在于实际生产系统中,如机械、冶金、航空航天等工程系统。近年来,对非线性系统的控制研究引起了众多学者的关注。预设性能控制方法能同时保证系统的稳态性能和动态性能,但经典预设性能控制设计方法过于依赖被控变量的初始条件,此方法对于未知初始条件被控系统的控制设计会受到限制。因此,本文针对一类具有外部扰动的非线性系统,采用了一种与初始跟踪条件无关的预设性能控制新方法,研究了其在初始跟踪条件未知情况下的预设性能有限时间有界H∞跟踪控制问题。本文的主要研究内容如下:1.针对一类具有外部扰动的非线性系统,结合backstepping方法、预设性能控制方法和有限时间控制理论,研究了一种与初始跟踪条件无关的预设性能有限时间跟踪控制方法。为了实现这种预设性能控制设计,采用非线性映射和一种新的误差转换思想,设计了预设性能函数,从而确保被约束变量初始条件与预设性能函数的设计无关,解决了预设性能控制依赖于系统被约束量初始条件的问题。另外,系统的被约束变量进入规定约束区域的时间是可以任意设置的。基于这种预设性能控制设计方法,设计了系统的预设性能有限时间跟踪控制器。该控制器不仅能保证系统的稳态性能,同时能保证系统在有界稳定条件下获得良好的动态性能,而且,系统的被约束变量在给定的停息时间内被预设性能函数约束在预先给定的区域里,系统中的所有信号都是有界稳定的。最后给出的仿真实例验证了所提控制策略的有效性。2.研究了一类具有外部扰动的非线性系统的自适应预设性能有限时间有界H∞跟踪控制问题。但是,一般的H∞控制方法要求系统必须是渐近稳定的,因此,本章针对具有外部干扰的非线性系统,结合预设有限时间控制,提出了一种自适应预设有限时间有界H∞控制方法,该方法在设计H∞控制器时只要求系统达到有界稳定的条件。在控制设计中,用径向基神经网络处理打包的未知非线性函数,通过数学处理方法,解决了设计有限时间控制器时出现的奇点问题,确保了有限时间控制设计的合理性。同时,提出一个新的误差转换函数,简化了有界H∞控制的设计过程。所提出的控制方法保证系统对外部干扰具有良好的抑制性能,从而使系统获得良好的跟踪性能,并且系统中所有的信号都是有界稳定的。通过仿真验证了所提控制方法的有效性和优越性。