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公开(公告)号：CN108009362B
公开(公告)日：2021-06-11
申请号：CN201711261032.7
申请日：2017-12-04
Applicant: 中南大学
IPC: G06F30/27 , G06N3/08 , G06F111/04
Abstract: 本发明公开了一种基于稳定性约束RBF‑ARX模型的非线性系统建模方法，采用RBF‑ARX模型描述对象的非线性动态特性，并针对该类模型结构相对复杂且模型参数较多可能导致模型的稳定性与实际系统不一致的问题，设计一种带有稳定性约束的结构化非线性参数优化方法，以保证辨识的RBF‑ARX模型具有与实际系统一致的稳定性。与现有技术相比，本发明可在保证模型的一步预测精度的基础上提高模型的长期预测能力，对于基于数据驱动方法的建模与预测控制算法设计问题具有很高的实用价值。
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公开(公告)号：CN109507882B
公开(公告)日：2021-05-07
申请号：CN201811382705.9
申请日：2018-11-20
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于RBF‑ARX模型的快速鲁棒预测控制方法，首先采用数据驱动技术离线建立被控系统的非线性状态相依RBF‑ARX模型。其次，利用建立的非线性RBF‑ARX模型构造出能够包裹被控系统非线性动态特性的多面体。然后，利用min‑max优化原理、基于不变集设计方法，在未知系统的稳态平衡点信息的情况下，设计基于RBF‑ARX模型的可通过求解凸优化问题实现最优输出跟踪的鲁棒预测控制算法。最后，为了解决在线求解凸优化问题存在的繁重计算量问题，本发明将离线计算方法和在线综合技术相结合，设计了基于RBF‑ARX模型的快速鲁棒预测控制方法。
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公开(公告)号：CN108009362A
公开(公告)日：2018-05-08
申请号：CN201711261032.7
申请日：2017-12-04
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于稳定性约束RBF-ARX模型的非线性系统建模方法，采用RBF-ARX模型描述对象的非线性动态特性，并针对该类模型结构相对复杂且模型参数较多可能导致模型的稳定性与实际系统不一致的问题，设计一种带有稳定性约束的结构化非线性参数优化方法，以保证辨识的RBF-ARX模型具有与实际系统一致的稳定性。与现有技术相比，本发明可在保证模型的一步预测精度的基础上提高模型的长期预测能力，对于基于数据驱动方法的建模与预测控制算法设计问题具有很高的实用价值。
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公开(公告)号：CN105911862A
公开(公告)日：2016-08-31
申请号：CN201610316929.4
申请日：2016-05-13
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
CPC classification number: G05B13/042
Abstract: 本发明公开了一种电加热炉温度控制方法，以单回路加热炉为被控对象，根据被控对象的强非线性及纯滞后特性，采用分段线性化处理方法进行最小拍算法控制器的设计，使得被控对象在任意有效的起始温度及任意有效的温度跳变值情况下都有唯一对应的最大上升速度，可以有效解决因模型参数与实际对象不完全匹配而造成的控制效果不佳的问题。本发明还采用改进型的带衰减因子的最小拍控制算法，可实现对控制量的柔化，使系统可以快速平稳地由动态过程进入到稳态过程，并能有效降低加热炉温度控制系统的超调量。在上述改进型最小拍算法的基础上还添加了积分环节，可消除系统的稳态误差，最终实现对加热炉温度快速、准确的控制。
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公开(公告)号：CN109491248A
公开(公告)日：2019-03-19
申请号：CN201811382646.5
申请日：2018-11-20
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
CPC classification number: G05B13/042
Abstract: 本发明公开了一种基于RBF-ARX模型和拉盖尔函数的磁悬浮球位置预测控制方法，利用磁悬浮球系统的历史输入输出数据，依据系统辨识原理建立系统的RBF-ARX模型来描述电磁绕组输入电压与钢球位置间的非线性动态特性。为了满足系统快速响应特性以及较高的控制性能要求，局部线性、全局非线性的RBF-ARX模型被转化为带有积分环节的非最小状态空间模型，在此基础上，设计了一个基于拉盖尔函数输入参数化的预测控制器，使得预测控制系统能够在较短的采样间隔内在线求解带约束的二次规划问题，并能精确跟踪给定参考信号。本发明为快速响应非线性系统的预测控制提供了一种解决方案，具有较高的推广和实用价值。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105911862B
公开(公告)日：2018-08-24
申请号：CN201610316929.4
申请日：2016-05-13
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种电加热炉温度控制方法，以单回路加热炉为被控对象，根据被控对象的强非线性及纯滞后特性，采用分段线性化处理方法进行最小拍算法控制器的设计，使得被控对象在任意有效的起始温度及任意有效的温度跳变值情况下都有唯一对应的最大上升速度，可以有效解决因模型参数与实际对象不完全匹配而造成的控制效果不佳的问题。本发明还采用改进型的带衰减因子的最小拍控制算法，可实现对控制量的柔化，使系统可以快速平稳地由动态过程进入到稳态过程，并能有效降低加热炉温度控制系统的超调量。在上述改进型最小拍算法的基础上还添加了积分环节，可消除系统的稳态误差，最终实现对加热炉温度快速、准确的控制。
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公开(公告)号：CN109375512B
公开(公告)日：2021-04-09
申请号：CN201811382723.7
申请日：2018-11-20
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于RBF‑ARX模型的保证倒立摆系统闭环稳定的预测控制方法，本发明方法采用一种数据驱动的系统辨识技术，设计了直线二级倒立摆的一种基于不含偏移项的RBF‑ARX模型的建模方法，该方法可有效描述倒立摆的非线性动态特性。本发明基于直线二级倒立摆不含偏移项的RBF‑ARX模型的全局非线性特性设计了能够保证系统闭环稳定性的无穷域模型预测控制算法，可进一步提高倒立摆控制系统的动静态性能，具有较高的实用价值。本发明更适用于对控制系统动静态特性和快速性要求较高的倒立摆控制系统。
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公开(公告)号：CN109491248B
公开(公告)日：2020-11-24
申请号：CN201811382646.5
申请日：2018-11-20
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于RBF‑ARX模型和拉盖尔函数的磁悬浮球位置预测控制方法，利用磁悬浮球系统的历史输入输出数据，依据系统辨识原理建立系统的RBF‑ARX模型来描述电磁绕组输入电压与钢球位置间的非线性动态特性。为了满足系统快速响应特性以及较高的控制性能要求，局部线性、全局非线性的RBF‑ARX模型被转化为带有积分环节的非最小状态空间模型，在此基础上，设计了一个基于拉盖尔函数输入参数化的预测控制器，使得预测控制系统能够在较短的采样间隔内在线求解带约束的二次规划问题，并能精确跟踪给定参考信号。本发明为快速响应非线性系统的预测控制提供了一种解决方案，具有较高的推广和实用价值。
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公开(公告)号：CN109507882A
公开(公告)日：2019-03-22
申请号：CN201811382705.9
申请日：2018-11-20
Applicant: 中南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于RBF-ARX模型的快速鲁棒预测控制方法，首先采用数据驱动技术离线建立被控系统的非线性状态相依RBF-ARX模型。其次，利用建立的非线性RBF-ARX模型构造出能够包裹被控系统非线性动态特性的多面体。然后，利用min-max优化原理、基于不变集设计方法，在未知系统的稳态平衡点信息的情况下，设计基于RBF-ARX模型的可通过求解凸优化问题实现最优输出跟踪的鲁棒预测控制算法。最后，为了解决在线求解凸优化问题存在的繁重计算量问题，本发明将离线计算方法和在线综合技术相结合，设计了基于RBF-ARX模型的快速鲁棒预测控制方法。
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公开(公告)号：CN106021829B
公开(公告)日：2018-11-20
申请号：CN201610569906.4
申请日：2016-07-19
Applicant: 中南大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种基于RBF‑ARX模型稳定参数估计的非线性系统建模方法，针对实际工业过程中普遍存在的非线性动态和物理模型难以获取的情况，采用RBF‑ARX模型描述对象的动态特性，并针对该类模型参数较多及潜在的病态可能导致的模型参数过大或不稳定的问题，将待估计的模型参数分类成线性参数和非线性参数分开优化，设计了一种融合了正则化技术和非线性最小二乘法算法的可保证该类模型参数稳定的离线参数估计方法。与现有技术相比，本发明可大幅提高RBF‑ARX模型的长期预测精度和鲁棒性，并适用于所有能将参数进行分类成线性参数部分和非线性参数部分的非线性模型参数优化问题。对于基于计算机数值仿真分析的工程设计和优化问题具有很高的实用价值。
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