基于粒子群算法的分数阶系统辨识方法研究
发布时间：2022-12-11 16:11
分数阶系统辨识作为分数阶控制理论的分支,已经成为控制领域的一个研究热点。研究表明,实际系统几乎都是分数阶的,而且分数阶微积分比整数阶微积分的建模精度高。精确的系统模型有利于控制器的设计,实现较优的控制效果。因此,对于分数阶系统辨识方法的研究有其理论和应用价值。在前人研究的基础上,本文对分数阶系统辨识方法进行了如下几个方面的研究:首先,将经典的整数阶最小二乘辨识法推广到成比例分数阶系统的时域辨识。对于成比例分数阶系统,其阶次成等比,有类似整数阶系统的模型结构,通过公因子阶次和模型参数辨识分离的方法实现成比例分数阶系统的时域最小二乘辨识。分数阶公因子阶次在确定范围内数值遍历,利用分数阶微积分的G-L定义直接计算相应阶次的分数阶导数,按照整数阶最小二乘辨识法的思想得到相应的参数辨识结果,比较每组辨识结果的辨识误差,误差最小的为最优辨识结果。数值仿真验证了算法的有效性。其次,针对不成比例分数阶系统,基于改进的粒子群算法提出了一种分数阶系统辨识方法。利用惯性权值自适应律来改进基本粒子群算法,增加了粒子种群多样性,提高了算法搜索速度。选取实际系统与辨识系统的输出误差平方和作为目标函数,将改进的粒子...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 论文研究目的与意义
1.2 分数阶系统辨识方法国内外研究现状
1.2.1 频域辨识方法
1.2.2 时域辨识方法
1.2.3 基于智能算法的分数阶系统辨识方法
1.2.4 分数阶系统辨识方法的实验研究
1.3 本文研究内容
第二章 分数阶微积分与分数阶系统
2.1 分数阶微积分基本概念
2.1.1 Gamma函数
2.1.2 分数阶微积分定义
2.1.3 分数阶微积分性质
2.2 分数阶系统数学模型
2.3 分数阶微积分的实现
2.3.1 分数阶微积分G-L定义直接计算法
2.3.2 Outsaloup算法
2.4 本章小结
第三章 成比例分数阶系统时域最小二乘辨识法
3.1 整数阶系统最小二乘辨识法
3.2 成比例分数阶系统时域最小二乘辨识法
3.3 仿真研究
3.4 本章小结
第四章 基于AWPSO的分数阶系统时域辨识方法
4.1 权值自适应粒子群算法
4.1.1 基本粒子群算法
4.1.2 自适应调整权值策略
4.2 分数阶系统辨识步骤
4.3 仿真研究
4.4 实验研究
4.5 本章小结
第五章 成比例分数阶时滞系统频域辨识方法
5.1 成比例分数阶时滞系统频域分析
5.2 成比例分数阶时滞系统频域辨识
5.3 仿真研究
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]实心磁路磁轴承的分数阶系统辨识[J]. 钟建朋,李黎川. 中国电机工程学报. 2013(18)
[2]同元次分数阶模型的一种具有稳定约束的频域辨识算法[J]. 苏密勇,谭永红,王子民,秦建华. 四川大学学报(工程科学版). 2012(02)
[3]分数阶系统时域子空间辨识[J]. 廖增,彭程,王永,李旺. 信息与控制. 2011(05)
[4]基于短记忆原理的分数阶系统时域子空间辨识[J]. 廖增,彭程,王永. 应用科学学报. 2011(02)
[5]分数阶系统的迭代最小二乘辨识算法[J]. 李大字,范伟光,高彦臣,靳其兵. 江南大学学报(自然科学版). 2010(04)
[6]分数阶系统频域辨识算法[J]. 李旺,张国庆,王永. 控制理论与应用. 2010(08)
[7]分数阶控制研究综述[J]. 朱呈祥,邹云. 控制与决策. 2009(02)
[8]分数阶系统的一种频域辨识算法[J]. 彭程,王永. 东南大学学报(自然科学版). 2008(S2)
[9]基于改进随机数直接搜索法的分数阶系统辨识[J]. 李大字,余志雄. 清华大学学报(自然科学版). 2008(S2)
[10]非整数阶系统的频率辨识[J]. 林军,POINOT Thierry,李寿涛,TRIGEASSOU Jean-Claude. 控制理论与应用. 2008(03)
博士论文
[1]分数阶系统辨识与控制器设计研究[D]. 李旺.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]基于干扰补偿的高精度内模控制研究及应用[D]. 王文波.太原科技大学 2013
[2]基于频域特性的分数阶系统辨识及控制器参数整定[D]. 范伟光.北京化工大学 2011
本文编号：3719092
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 论文研究目的与意义
1.2 分数阶系统辨识方法国内外研究现状
1.2.1 频域辨识方法
1.2.2 时域辨识方法
1.2.3 基于智能算法的分数阶系统辨识方法
1.2.4 分数阶系统辨识方法的实验研究
1.3 本文研究内容
第二章 分数阶微积分与分数阶系统
2.1 分数阶微积分基本概念
2.1.1 Gamma函数
2.1.2 分数阶微积分定义
2.1.3 分数阶微积分性质
2.2 分数阶系统数学模型
2.3 分数阶微积分的实现
2.3.1 分数阶微积分G-L定义直接计算法
2.3.2 Outsaloup算法
2.4 本章小结
第三章 成比例分数阶系统时域最小二乘辨识法
3.1 整数阶系统最小二乘辨识法
3.2 成比例分数阶系统时域最小二乘辨识法
3.3 仿真研究
3.4 本章小结
第四章 基于AWPSO的分数阶系统时域辨识方法
4.1 权值自适应粒子群算法
4.1.1 基本粒子群算法
4.1.2 自适应调整权值策略
4.2 分数阶系统辨识步骤
4.3 仿真研究
4.4 实验研究
4.5 本章小结
第五章 成比例分数阶时滞系统频域辨识方法
5.1 成比例分数阶时滞系统频域分析
5.2 成比例分数阶时滞系统频域辨识
5.3 仿真研究
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]实心磁路磁轴承的分数阶系统辨识[J]. 钟建朋,李黎川. 中国电机工程学报. 2013(18)
[2]同元次分数阶模型的一种具有稳定约束的频域辨识算法[J]. 苏密勇,谭永红,王子民,秦建华. 四川大学学报(工程科学版). 2012(02)
[3]分数阶系统时域子空间辨识[J]. 廖增,彭程,王永,李旺. 信息与控制. 2011(05)
[4]基于短记忆原理的分数阶系统时域子空间辨识[J]. 廖增,彭程,王永. 应用科学学报. 2011(02)
[5]分数阶系统的迭代最小二乘辨识算法[J]. 李大字,范伟光,高彦臣,靳其兵. 江南大学学报(自然科学版). 2010(04)
[6]分数阶系统频域辨识算法[J]. 李旺,张国庆,王永. 控制理论与应用. 2010(08)
[7]分数阶控制研究综述[J]. 朱呈祥,邹云. 控制与决策. 2009(02)
[8]分数阶系统的一种频域辨识算法[J]. 彭程,王永. 东南大学学报(自然科学版). 2008(S2)
[9]基于改进随机数直接搜索法的分数阶系统辨识[J]. 李大字,余志雄. 清华大学学报(自然科学版). 2008(S2)
[10]非整数阶系统的频率辨识[J]. 林军,POINOT Thierry,李寿涛,TRIGEASSOU Jean-Claude. 控制理论与应用. 2008(03)
博士论文
[1]分数阶系统辨识与控制器设计研究[D]. 李旺.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]基于干扰补偿的高精度内模控制研究及应用[D]. 王文波.太原科技大学 2013
[2]基于频域特性的分数阶系统辨识及控制器参数整定[D]. 范伟光.北京化工大学 2011
本文编号：3719092
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xtxlw/3719092.html