《基於分數階微積分的剛柔耦合系統辨識與控制》是依託中國科學技術大學，由彭程擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於分數階微積分的剛柔耦合系統辨識與控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：彭程
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
剛柔耦合系統是當前結構動力學和控制科學領域的前沿性課題，具有重要的套用背景。基於分數階微積分的系統辨識和控制是控制科學領域一個新的發展方向，利用分數階微積分這一數學工具，可以更好地描述和控制包括剛柔耦合系統在內的眾多複雜對象。本項目擬研究適用於剛柔耦合系統的分數階模型辨識算法和分數階控制器設計技術。具體包括：研究分數階系統的頻域極大似然和子空間辨識算法，通過引入分數階正交基函式提高辨識算法的精度，並給出保證穩定對象能夠得到穩定模型的辨識算法；研究基於定量反饋理論的分數階控制器設計方法，在定量反饋控制器設計中引入多目標智慧型最佳化技術，實現反饋控制器和前置濾波器的同時設計；利用中心剛體-柔性梁這一典型的剛柔耦合系統對提出的辨識和控制算法進行仿真和實驗驗證。項目的研究成果將有效地推動分數階系統理論的發展，為剛柔耦合系統的建模和控制提供一套有效的解決方案。
結題摘要
分數階控制系統已經成為當前的一個研究熱點。本項目重點研究了分數階系統辨識方法和分數階控制器設計方法，並將其套用於剛柔耦合系統的控制中。 本項目完成的主要工作有：（1）提出了一種改進的Oustaloup濾波器設計算法。（2）提出了一種兩階段的分數階微分器有理近似算法。（3）提出了一類適用於單輸入單輸出分數階系統的頻域辨識算法。（4）研究了分數階系統的頻域子空間辨識算法。（5）提出了一種基於理想Bode傳遞函式的頻域分數階控制器設計方法。（6）提出了基於差分進化算法的分數階定量反饋控制器設計方法。（7）在中心剛體-柔性梁物理實驗系統上，研究了分數階模型辨識與分數階控制問題。
