Wiener非线性系统的子空间辨识与预测控制方法研究
Wiener非线性系统是一类典型的模块化非线性系统，对其的准确辨识与“稳准快”控制对化工生产过程具有重要指导意义。子空间辨识方法作为一类辨识状态空间模型的有力工具，具有数值计算简单、数值鲁棒性强、无非线性优化过程等优点。针对Wiener非线性系统辨识难度大，已有方法存在过参数化问题;以及现有Wiener系统预测控制方法需要在得知系统参数化模型的情况下实现,存在计算复杂,计算量大等问题。由此，本文提出了一种新的Wiener非线性系统子空间辨识方法以及一种新的结合数据驱动思想的Wiener非线性系统预测控制方法，主要工作内容如下: 1.提出了基于分层迭代的Wiener系统子空间辨识新方法，避免了估计不必要的冗余参数，提高了辨识精度。首先通过Wiener系统子空间辨识的问题描述引出了预测器模型,利用关键项分离技术将动态线性与静态非线性分成两个子模型。进而提出了一种两阶段分层迭代最小二乘方法,用来分别估计两个子模型的未知参数。 2.提出了基于子空间辨识算法的Wiener系统数据驱动预测控制方法，实现了从数据直接设计控制器的控制策略，减小了预测控制过程的计算量。通过收集到的输入输出测量数据建立子空间预估器模型，能够在系统的参数化模型未知的情况下，只需计算子空间预估器参数矩阵预测系统的输出。之后，利用子空间预测输出设计了数据驱动预测控制器。
非线性系统;Wiener模型;子空间辨识;预测控制
北京化工大学
硕士
控制科学与工程
靳其兵
2023
中文
TP273
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）