几类非线性系统的观测器与控制器设计的开题报告.pdfVIP

几类非线性系统的观测器与控制器设计的开题报告

非线性系统是指系统中存在非线性关系或者非线性元件，无法用线

性模型描述的系统。这类系统的特点是复杂性高、不可解析性强，因此

非线性系统的观测器与控制器设计是一项具有挑战性的工作。本文将介

绍几类非线性系统的观测器与控制器设计研究现状及其研究方向。

1.非线性电力系统的观测器与控制器设计

电力系统是一个典型的非线性系统，其复杂性高、耦合性强，因此

在实际应用中需要使用观测器与控制器对其进行控制和观测。目前，针

对电力系统的观测器与控制器设计主要集中在以下几个方面：

（1）基于模型参考自适应控制理论的控制器设计方法，包括重复控

制器、模型参考自适应控制器等。

（2）基于自适应鲁棒控制理论的控制器设计方法，包括基于神经网

络、模糊控制等技术的控制器设计。

（3）基于数学优化理论的控制器设计方法，包括H∞控制器、鲁棒

控制器等。

（4）基于状态观测器的观测器设计方法，包括基于Kalman滤波、

扩展Kalman滤波等技术的观测器设计。

2.非线性化学反应系统的观测器与控制器设计

化学反应系统是一类典型的非线性系统，其控制与观测也是非常具

有挑战性的问题。目前，针对化学反应系统的观测器与控制器设计主要

集中在以下几个方面：

（1）基于最优控制理论的控制器设计方法，包括求解有限时间最优

控制、无限时间最优控制等问题。

（2）基于模型预测控制理论的控制器设计方法，包括基于模型的预

测控制、模糊模型预测控制等技术的控制器设计。

（3）基于状态观测器的观测器设计方法，包括基于卡尔曼滤波、扩

展卡尔曼滤波等技术的观测器设计。

（4）基于神经网络的观测器和控制器设计方法。

3.非线性机械系统的观测器与控制器设计

机械系统广泛应用于机械加工、自动化生产等领域，是一类重要的

非线性系统。目前，针对机械系统的观测器与控制器设计主要集中在以

下几个方面：

（1）基于最优控制理论的控制器设计方法，包括求解有限时间最优

控制、无限时间最优控制等问题。

（2）基于自适应控制理论的控制器设计方法，包括自适应控制、模

糊自适应控制等技术的控制器设计。

（3）基于状态观测器的观测器设计方法，包括基于卡尔曼滤波、扩

展卡尔曼滤波等技术的观测器设计。

（4）基于神经网络的观测器和控制器设计方法。

总之，针对不同类型的非线性系统，其观测器与控制器设计方法存

在很多差异。除了上述3种典型的非线性系统，还有其他不同类型的非

线性系统，例如非线性控制系统、网络化控制系统等。针对这些系统的

观测器与控制器设计也是一个值得深入研究的领域。