谈谈特征建模的基本概念以及分类
来源:西安泰富西玛电机有限公司 发布于:2013/8/31 17:14:54 点击量:
特征建模的思想最早在20世纪90年代由吴宏义院士提出,提出的主要原因是为了解决复杂对象难以建模和低阶、智能控制器的需求问题。特征建模,其实就足结合对象的动力学特征、环境特征和控制性能要求进行建模,不仅仅是根据对象精确的动力学原理分析进行建模。特征建模的提出为高阶和非线性系统进行低阶化处理提供了理论依据。特征建模的特点主要分为以下四点[54][55]:
1)在相同输入控制的作用下,对象的特征模型和实际对象在输出上是等价的,在动态过程中能够保持在允许的输出误差内,而在稳定情况下,输出应该相等;2)特征模型的形式及阶次除了要考虑对象的特征之外,主要取决于控制性能要求;3)特征模型的形式应该比原对象的动力学方程简便丁?控制器的设计,使得工程实现容易;4)特征模型和高阶系统的降阶模型不同,它把高阶模型的相关信息都压缩到几个特征参量中,并不会£失信息。?般情况下,特征模型用慢寸变差分方程描述。
特征建模主要关注控制量与输出量两者之间的特征关系,由特征变量与特征参量共同组成特征模型。特征模型的建立既可以直接根据对象的物理机理建立,也可以通过原动力学方程与控制性能要求建立。
特征建模的基本分类
特征模型的种类不是单一的,一般可以分为两类,即确定性特征模型、智能特征模型[541。不同的模型描述的对象类型也有所不同,确定性特征模型主要是针对一些有明确数学方程或者物理机理都非常明确的高阶复杂对象。这类对象根据其动力学方程的不同,又可以分为以下四类系统:线性定常系统、线性时变系统、非线性定常系统和非线性时变系统,这四种系统通常都可以使用低阶时变差分方程的形式表示。具有低阶时变差分方程形式的特征模型根据系统类型的不同可以分为线性定常系统的特征模型、线性寸变系统的特征模型、非线性定常系统的特征模型和非线性寸变系统的特征模型。
相比于确定性特征模型,智能特征模型则主要针对一些目前没有明确数学方程且含+确定因素的复杂对象。这类对象常集线性与非线性、定常与时变、连续与离散于一体,甚至连输出变量也无法在线直接测量。根据建模的方法不同,智能特征模型也大致分为以下两类:综合型智能特征模型和基于物理机理的特征参量模型。
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