非线性采样控制系统离散连续分析方法及应用(沈艳军,张道远,夏小华 著)思维导图

非线性系统控制方法的研究及应用非线性系统是指输入与输出之间存在非线性关系的系统。

在工业、航空、机械、电力等领域中，非线性系统控制是一个不可忽视的关键技术，因为许多实际系统都是非线性的。

因此，研究非线性系统控制方法具有重要的理论意义和实际应用价值。

一、非线性系统的分类非线性系统通常可以按照系统的特性进行分类。

1.1. 动态系统与静态系统动态系统是指存在时域响应的系统，能够描述随时间变化的物理量，如位移、速度和加速度等。

静态系统则是指只有输出，没有时间响应的系统，如数字信号处理器和计算机等。

1.2. 连续系统与离散系统连续系统指输入和输出都是连续变化的系统，如电路和机械系统。

离散系统则是指两个连续时刻之间输出的变化是分立的，如数字信号处理系统和计算机系统。

1.3. 等时不变系统与时变系统等时不变系统指系统的特性不随时间变化而变化，如电路和机械系统;时变系统则是指系统的特性随时间变化而变化，如汽车制动系统。

1.4. 纯时滞系统与其他非线性系统纯时滞系统是指存在固定时延的系统，如机械系统和电路系统;其他非线性系统则是指除了时滞之外还具有其他非线性特性的系统。

二、非线性系统的控制方法控制方法是指如何将系统输出与所期望的输出进行比较，并使用控制策略来调整系统的输入以实现指定的控制目标。

常见的非线性系统控制方法包括自适应控制、模糊控制、神经网络控制、鲁棒控制和滑模控制等。

2.1. 自适应控制自适应控制是一种重要的智能控制方法，它能够不断地调整控制策略以适应系统的变化。

在自适应控制中，控制器的参数可以根据系统的特性进行调整，从而使系统的性能不断改善。

自适应控制方法可以应用于许多非线性系统中，如机械系统、电路系统和化工系统等。

2.2. 模糊控制模糊控制是一种通过模糊化输入和输出来处理模糊或不确定信息的控制方法。

在模糊控制中，模糊逻辑规则可以描述变量之间的关系，从而使系统具有适应性和鲁棒性。

模糊控制方法可以应用于许多非线性系统中，如电力系统、飞行控制和机器人控制等。

非线性控制方法研究及应用第一章：引言非线性控制方法是指在系统具有非线性特性时，采用的一种控制方法。

随着科技的不断发展，许多系统具有了更为复杂的非线性特性，线性控制方法已无法满足实际需求。

因此，研究非线性控制方法显得十分重要。

本文将分别介绍非线性控制方法的研究现状以及应用情况。

第二章：非线性控制方法的研究现状2.1 基于模型的非线性控制方法基于模型的非线性控制方法是指根据系统的状态方程或者传感器反馈信号建立数学模型，进一步推导出相应的控制器。

目前，很多控制器已经广泛运用于实际生产中。

其中，最为常用的方法是反馈线性化控制方法，即先对非线性系统进行线性化处理，然后再利用线性控制理论进行控制。

此外，最小二乘和模型参考自适应控制也是常见的基于模型的非线性控制方法。

2.2 基于神经网络的非线性控制方法基于神经网络的非线性控制方法是指利用神经网络建立系统的模型，用神经网络实现非线性控制。

目前，基于神经网络的非线性控制已经得到广泛应用。

其中，最为常用的方法是基于循环神经网络的控制方法。

也有一些学者在此基础上提出了改进算法，如自适应神经网络控制方法、单隐层神经网络控制方法等。

2.3 基于模糊系统的非线性控制方法基于模糊系统的非线性控制方法是指利用模糊系统建立非线性系统的模型，用模糊系统实现非线性控制。

目前，基于模糊系统的非线性控制已经得到广泛应用。

其中，最为常用的方法是基于模糊神经网络的控制方法。

此外，也有研究者提出了基于模糊PID控制、T-S模糊模型控制等方法。

第三章：非线性控制方法的应用情况3.1 工业自动化控制非线性控制方法在工业自动化控制领域得到了广泛应用。

例如，钢铁生产过程中的炉温控制、电机控制、激光切割机控制等。

借助于非线性控制方法，这些系统得到了更精确、更高效的控制。

3.2 汽车控制系统汽车控制系统中包含了大量非线性系统，如发动机控制、转向控制、制动控制等。

采用非线性控制方法，能够提高汽车控制系统的性能并保证行车安全。

非线性系统控制方法研究与应用非线性系统控制是现代控制理论的一个重要分支，它对于控制系统的稳定性和性能具有重要意义。

与线性系统相比，非线性系统具有更复杂的动态行为和更具挑战性的控制问题。

因此，研究和应用非线性系统控制方法对于解决实际问题具有重要意义。

在非线性系统控制方法研究与应用领域，有许多方法被提出和应用，下面将介绍其中几种较为常见的方法。

首先，反馈线性化方法是一种常用的非线性系统控制方法。

该方法通过将非线性系统线性化，然后设计线性控制器来实现非线性系统的控制。

该方法适用于非线性系统近似线性的情况。

通过线性化得到的线性系统可以利用现有的线性控制器设计技术进行控制。

其次，自适应控制是另一种重要的非线性系统控制方法。

自适应控制通过调整控制器参数或结构来适应系统的变化和未知参数，以实现对非线性系统的控制。

自适应控制方法对系统的变化和不确定性具有较好的鲁棒性和适应性，因此在非线性系统控制中广泛应用。

第三，模糊控制是一种基于模糊逻辑的非线性系统控制方法。

该方法通过将模糊逻辑应用于控制系统中，将输入和输出之间的复杂关系以模糊集合和规则的形式表示，然后通过模糊推理和模糊控制规则来实现对非线性系统的控制。

模糊控制方法适用于非线性系统具有模糊和模糊性质的情况。

第四，神经网络控制是一种利用神经网络进行非线性系统控制的方法。

神经网络具有非线性映射和逼近能力，可以通过学习和训练来实现对非线性系统的控制。

神经网络控制方法适用于非线性系统具有较复杂的动态行为和复杂的非线性关系的情况。

最后，鲁棒控制是一种对非线性系统进行控制设计的方法。

鲁棒控制通过引入鲁棒性设计，来应对系统的不确定性、扰动和外部干扰，以实现对非线性系统的鲁棒控制。

鲁棒控制方法对于非线性系统的参数变化、模型不确定性和干扰等具有较好的稳定性和鲁棒性。

除了上述方法，还有很多其他的非线性系统控制方法，如模型预测控制、滑模控制、混沌控制等。

这些方法各自具有不同的特点和适用范围，在实际应用中可以根据具体需求选择合适的方法。

非线性系统控制方法及应用随着科学技术的进步和社会经济的发展，越来越多的系统呈现出非线性的特性。

相较于线性系统，非线性系统具有更复杂的动力学行为和更高的自由度，给系统的控制带来了一系列挑战。

因此，研究非线性系统的控制方法以及应用具有重要意义。

一、非线性系统的基本特征非线性系统指的是系统的输入和输出之间存在着非线性关系的系统。

相对于线性系统，非线性系统的特征体现在以下几个方面：1. 非线性系统的输出与输入之间的关系不能用线性方程表示；2. 非线性系统的输出与输入之间的关系具有时变性，即系统的性能参数可能随时间而变化；3. 非线性系统具有丰富的动力学行为，如分岔、混沌等。

二、非线性系统的控制方法针对非线性系统，研究者们提出了多种控制方法，以下是其中几种常见的方法：1. PID控制PID控制是一种经典的控制方法，在许多工程实际中得到广泛应用。

PID控制是利用系统的测量误差、积分误差和微分误差来调节控制器输出的方法。

虽然PID控制方法最初是针对线性系统设计的，但在实际应用中也可以用于非线性系统的控制。

2. 模糊控制模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，它考虑到了人类的知识和经验。

通过将模糊规则转化为数学模型，模糊控制可以有效地处理非线性和复杂系统。

模糊控制方法在机器人、交通控制等领域得到了广泛的应用。

3. 自适应控制自适应控制是一种根据系统的参数变化自动调整控制策略的方法。

它可以对非线性系统中的不确定性进行在线估计和补偿，从而实现对系统的自适应控制。

自适应控制方法可分为模型参考自适应控制和非模型参考自适应控制两种类型。

4. 非线性反馈控制非线性反馈控制是一种通过引入非线性控制策略来实现系统稳定和跟踪的方法。

它通过将非线性函数引入到反馈控制中，使得系统能够快速响应和准确跟踪给定的目标。

非线性反馈控制方法包括滑模控制、反步控制等。

三、非线性系统控制方法的应用非线性系统控制方法在实际应用中发挥着重要的作用，以下是其中几个典型的应用领域：1. 机器人控制机器人系统具有高度的非线性和复杂性，因此需要采用先进的非线性控制方法。

一种非线性非仿射输入连续系统离散方法
张元良
【期刊名称】《淮海工学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2011(020)002
【摘要】针对非线性非仿射输入连续系统提出了一种离散方法,该方法基于泰勒级数、scaling and squaring技术(SST)和一阶保持假设.对提出的非线性系统离散方法的数学结构进行了研究.在此基础上,利用该方法可得到非线性连续系统的离散模型.当采样周期增加时,为得到足够精确的离散模型,泰勒级数的阶数必须相应增加.但增加泰勒级数的阶数将大大增加解算的负担.通过利用SST技术推荐的离散方法可在大采样周期的情况下,在不过大增加计算负担的基础上,取得好的离散结果.针对典型非线性系统的仿真被用于验证该离散方法的有效性.
【总页数】4页(P12-15)
【作者】张元良
【作者单位】淮海工学院机械工程学院,江苏连云港222005
【正文语种】中文
【中图分类】TP13
【相关文献】
1.非仿射非线性离散系统的数据驱动二阶滑模解耦控制 [J], 翁永鹏;高宪文;刘昕明
2.基于极值搜索算法的一类多输入多输出非仿射型非线性系统输出跟踪控制 [J], 左斌;李静
3.基于仿射控制输入的输入状态稳定非线性预测控制 [J], 史冬琳;毛志忠
4.一类输入饱和非仿射非线性系统的非线性动态逆控制 [J], 杨浩;裴海龙
5.仿射非线性系统的一种观测器设计方法 [J], 朱芳来
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。