非線性時滯系統參數辨識及其實驗

《非線性時滯系統參數辨識及其實驗》是依託同濟大學，由徐鑒擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：非線性時滯系統參數辨識及其實驗
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：徐鑒
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

項目定位套用基礎研究。針對主動控制動態結構、精密加工機械裝備等近代技術中出現的各種非線性時滯系統，通過對時滯耦合線性系統的可辨識性分析及算法構造、時滯耦合非線性系統的辨識理論及算法構造、時滯耦合系統的載荷識別理論及算法構造和時滯耦合系統辨識算法實驗驗證四個科學問題研究，試圖實現辨識模型通用化、算法完備化及套用簡單化三項科研目標。在辨識模型方面，提出針對一般化模型的時滯和非線性參數辨識方法；在算法方面，給出推導完備、疊代程式明確、具有快速收斂的辨識計算方法，在套用簡單化方面，給出需簡單輸入輸出信息、無需過多人工干預過程研究結果通過實驗進行驗證。項目試圖初步形成針對非線性時滯系統的非線性和時滯參數辨識一般性方法，為進一步開展針對非線性時滯系統的實驗和某些工程套用研究奠定理論基礎，研究意義在於理論上綜合了動力學、控制理論、信號處理等諸多學科，有助於非線性時滯動力學理論的進一步發展和完善。

結題摘要

針對本項目的問題來源和問題帶來的研究方面的挑戰性，我們對四個科學即時滯耦合線性系統的可辨識性分析及算法構造、時滯耦合非線性系統的辨識理論及算法構造、時滯耦合系統的載荷識別理論及算法構造和時滯耦合系統辨識算法的實驗驗證進行了研究。針對時滯耦合線性系統的參數辨識問題，建立了非完備觀測情形下時滯及反饋增益參數的可辨識性判據，提出了時滯參數辨識結果唯一性的必要條件，解決了非完備觀測情形下時滯參數的辨識流程及算法構造問題；針對確定性信號過程，論證了時滯耦合非線性系統的參數可辨識性，提出了適用於弱非線性的脊線辨識方法、適用於強非線性的伽遼金法、拓撲自適應神經網路法和具有噪聲自適應修正能力的參數辨識方法，解決了傳統方法抗噪能力低、適用性差和魯棒性等方面的缺點，為進一步推動時滯非線性系統參數辨識方法的工程套用奠定了理論和技術基礎；針對建模誤差產生的動態載荷和摩擦載荷辨識問題，構造了非光滑摩擦力的回歸辨識算法、同步辨識法和數據驅動模型重構人工智慧算法，特別是對動荷載辨識的同步法證明了收斂性，為動態載荷的辨識提供了一套新的方法；提出了一種數字式時滯控制技術，極大地提高了時滯控制的解析度和參數調控範圍，在此基礎上，集成了時滯反饋控制系統，設計了模組化的線性、非線性結構，形成了完整的時滯非線性系統參數辨識方法實驗驗證平台。上述成果將形成一個時滯耦合動力學系統理論分析、算法構造與實驗驗證的研究架構。項目共發表期刊論文32篇，其中SCI索引26篇，EI索引2篇，北大中文核心2篇，CSSCI索引論文1篇。發表國際會議論文2篇。畢業博士研究生5人，碩士研究生1人，2名博士研究生獲得國家獎學金。申請人受邀在國內外學術會議上做特邀報告11次。項目組成員參加國際學術會議14人次，參加國內學術會議24人次，舉辦國內學術會議/大會專題研討會3次。項目組成員2人獲得上海市青年科技英才楊帆計畫資助，1人獲得中國科協第四屆托舉人才工程資助，3人獲得國家自然科學基金資助。