《非線性動態欠秩系統多參數辨識與狀態估計》是依託湖南大學，由章兢擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：非線性動態欠秩系統多參數辨識與狀態估計
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：章兢
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著技術的發展，工業系統結構日趨複雜，同時對系統性能要求越來越高，參數辨識和狀態估計越來越重要。而有些複雜工業系統是非線性動態欠秩系統，對於此類系統的參數辨識問題，傳統方法主要是通過在工作點注入擾動信號、添加參數檢測設備等來構建滿秩的參考模型以輔助設計參數辨識器。但該類方法設計的滿秩參考模型常為病態方程組，因而易使辨識出的系統參數值遠離其實際值，而不精確的系統參數模型又會進一步使狀態估計具有較大的殘差。本項目針對此類問題研究兩個解決方案：研究欠秩系統的升秩技術，並將其和病態方程改善方法相結合來設計良態的滿秩參考模型，進而設計基於該模型的參數辨識器和狀態觀測器；將升秩技術和進化算法相結合，依靠進化算法的隨機求解能力來建立包含條件數最佳化的、系統化的非線性動態欠秩系統參數辨識方法。廣泛使用的永磁同步電機系統是典型的非線性動態欠秩系統，以此為主要對象開展本項目研究具有重要理論意義和廣闊的套用前景。
結題摘要
工業系統中廣泛存在一類非線性動態欠秩系統，獲得準確的系統參數是該類系統最佳化控制，狀態監測與故障診斷的關鍵。高效準確的實現對系統多參數辨識與狀態估計極為重要，項目圍繞非線性動態欠秩系統多參數辨識與狀態估計中的關鍵問題展開理論方法與套用研究。主要研究工作為：（1）研究動態欠秩系統滿秩參考模型參數估計器構建方法，項目通過注入暫態弱信號來構建滿秩參考模型可解耦參數估計器。（2）研究動態非線性系統多參數辨識和狀態觀測方法，探究了幾類典型工業動態非線性系統參數辨識與狀態估計方法，包括電機驅動系統參數辨識與狀態估計方法，工業窯爐非線性系統工況估計方法，電力電子系統非線性系統參數識別與最優控制方法，以及混沌非線性控制系統參數識別方法。（3）研究非線性動態系統參數辨識與狀態估計的進化算法，利用智慧型最佳化算法無需問題本身強先驗知識和具有解決黑箱問題特性以及其強感知能力，研究了面向非線性動態系統參數辨識與狀態估計器設計與最佳化的高效混合智慧型最佳化模型與算法及並行分散式最佳化方法，包括混合免疫智慧型算法模型與最佳化方法，協同進化粒子群算法，以及基於多CPU和GPU異構的並行智慧型算法。（4）研究基於參數辨識與狀態估計方法在實際工業系統中的套用，研究了基於參數估計模型的永磁同步電機系統狀態監測與故障診斷方法能夠為風電系統及混合動力汽車所用的永磁同步電驅動系統提供狀態監測與故障診斷技術指導；研究了基於參數狀態估計的工業窯爐工況識別，有效提高了對複雜流程工業過程控制性能。項目研究取得了一系列有特色的創新性成果，能夠為該類系統參數辨識與狀態估計提供新的有效方法，對提高非線性動態欠秩系統參數估計與最佳化控制性能具有指導作用。
