（控制理论与控制工程专业论文）工艺空调系统逆控制方法的研究.pdf

中文摘要 随着纺织工业的发展、纺织产品品质要求的日益提升，给纺织厂的生产环境 提出了更高的要求，能够提供适宜稳定的空气温度和相对湿度是提高生产效率和 保证产品质量的关键所在。因此，对纺织厂车间工艺空调系统的控制性能提出了 更高的要求。本论文基于逆控制理论的应用背景和神经网络控制方法的研究发 展，采用了神经网络逆系统控制，满足了对空调系统控制性能的要求。 论文首先介绍了非线性系统的背景和现状，阐述了非线性控制系统中遇到的 困难和瓶颈，给出了神经网络逆控制的概念和解决非线性问题的优势所在。其次， 对纺织厂工艺空调系统的结构和运行原理进行了深入分析，同时考虑到滞后环节 和非线性环节的影响，建立起了一个两输入两输出，具有非线性、强耦合特性的 工艺空调仿真模型。通过对实际纺织厂的空调进行测试，验证了仿真模型特性与 实际模型特性是符合一致的。 纺织厂的工艺空调系统是一个多变量、非线性、强耦合的复杂控制对象，论 文采用逆系统理论分析了被控对象的数学模型，证明了被控对象的可逆性。采用 带有积分环节的静态神经网络构造出被控对象的逆系统，其特点是不依赖于对象 的精确数学模型与参数。将神经网络和被控对象结合建立起了伪线性系统，实现 了被控对象的线性化解耦。 温度和相对湿度都是大时间常数、变化缓慢的状态量，加之滞后环节的影响 使伪线性系统并不能实现精确的线性化解耦。因此，本文在神经网络逆系统近似 线性化解耦的基础之上，引入附加控制器，并采用成熟可靠的p i d 算法作为控制 方法。由神经网络和附加控制器结合构建了复合控制器，建立起神经网络逆复合 控制系统。 在计算机仿真中，以m a t l a b 软件为平台，设计了空调神经网络逆控制系统。 并进行了样本的采集，网络的训练和p i d 参数的校正，达到了对车间温度和相对 湿度的有效控制。实际的仿真运行曲线表明，神经网络逆复合控制器性能良好， 能够满足系统对控制特性的要求。 关键词；神经网络逆系统伪线性系统解耦控制纺织厂工艺空调 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc h i n e s et e x t i l ei n d u s t r y , t h ed e m a n do fp r o d u c t i v i t y e f f e c ta n dt e x t i l eq u a l i t yi si n c r e a s i n g ，w h i c hn e e d sh i g h e re n v i r o n m e n to ft e x t i l em i l l p r e f e r e n c e ，s t a t i o n a r yt e m p e r a t u r ea n dr e l a t i v eh u m i d i t ya r et h ek e yf a c t o r so f i n c r e a s i n g p r o d u c t i v i t y a n di n s u r i n gt h ep r o d u c tq u a l i t y t h e r e f o r e ，t h ec o n t r o l p e r f o r m a n c eo fi n d u s t r i a la i r - c o n d i t i o n i n gs y s t e mi nt e x t i l em i l ls h o u l df i ti n c r e a s i n g b a s e do na p p l i c a t i o no fi n v e r s es y s t e mt h e o r ya n dr e q u i r e m e n to f n e u r a ln e t w o r k m e t h o d ，t h en e u r a ln e t w o r ki n v e r s es y s t e mi sa d o p t e dt om e e tt h ec o n t r o ld e m a n do f a i r - c o n d i t i o ns y s t e m t h ed i s s e r t a t i o ni n t r o d u c e st h eb a c k g r o u n da n dd e v e l o p m e n to fn o n l i n e a rc o n t r o l s y s t e mf i r s t l y a st h ed i f f i c u l t i e so fn o n l i n e a rc o n t r o ls y s t e m ，t h ec o n c e p to fn e u r a l n e t w o r ki n v e r s es y s t e mi sp r o p o s e d a l s oi t sm e r i t so fr e s o l v i n gn o n l i n e a rp r o b l e m s a r ei n v o l v e d s e c o n d l y , t h e i n v e s t i g a t i o ni s t a k e no ni n d u s t r i a l a i r - c o n d i t i o n i n g s t r u c t u r ea n do p e r a t i o np r i n c i p l e c o n s i d e r i n gt h ei n f l u e n c e so ft i m e - d e l a ya n d n o n l i n e a rs e c t i o n s ，an o n l i n e a ri n d u s t r i a la i r - c o n d i t i o n i n gm o d e l ，i n c l u d i n g2i n p u t s ，2 o u t p u t sa n ds t r o n gc o u p l i n gp e r f o r m a n c e ，i sb u i l t a tl a s t ，a i r - c o n d i t i o n i n gm o d e li s v e r i f i e da c c o r d i n gt ot h ea c t u a la i r - c o n d i t i o n i n g t e x t i l em i l lt e m p e r a t u r ea n dr e l a t i v eh u m i d i t ys y s t e mi sam u l t i - v a r i a b l e ， n o n l i n e a ra n ds t r o n g l yc o u p l i n gc o n t r o l l e dp l a n t t h ed i s s e r t a t i o n ，a p p l y i n gi n v e r s e s y s t e mt h e o r y , t a k e sar e s e a r c h o i lt h em a t h e m a t i c a lm o d e lo fn o n l i n e a rp l a n t , t e s t i f y i n gs y s t e mi n v e r t i b i t i t y c a s c a d i n gt h ei n v e r s es y s t e mw h i c hc o n s i s t so fas t a t i c n e u r a ln e t w o r ka n d i n t e g r a t o r sw i t ht h ea i 卜c o n d i t i o n e r ， c o n t r o l l e dp l a n ti s d e c o u p l e di n t ot w oi n d e p e n d e n tf n s t - o r d e rl i n e a rs u b s y s t e m s ，w i t ht h ec h a r a c t e r so f i n d e p e n d e n to ft h ea i r - c o n d i t i o n i n gm o d e la n dp a r a m e t e r s b e c a u s eo fm a n yi n f l u e n c e s ，t h ep s e u d o - l i n e a r i z a t i o ns y s t e mc a l ln o tr e a l i z e e x a c tl i n e a rd e c o u p l i n g s o ，a d d i t i v ec o n t r o l l e r sa l en e e d e d , w h i c ha d o p t sp i dc o n t r o l s t r a t e g y t h ec o m b i n a t i o n a lc o n t r o l l e r , i n c l u d i n gn e u r a ln e t w o r ka n da d d i c t i v e c o n t r o l l e r s ，i sf o u n d e d a sar e s u l t ，an e u r a ln e t w o r ki n v e r s ec o m b i n a t i o n a lc o n t r o l s y s t e mi sb u i l t t h es i m u l a t i o ns y s t e mw a sb a s e d o nm a t l a be n v i r o n m e n t t h et e m p e r a t u r e a n dr e l a t i v eh u m i d i t yo ft e x t i l em i l la r ee f f e c t i v e l yc o n t r o l l e db yc o l l e c t i n gd a t a ， t r a i n i n gn e t w o r ka n da d j u s t i n gp i dp a r a m e t e r s t h er e s u l ts h o w st h a tn e u r a ln e t w o r k i n v e r s ec o n t r o lm e t h o dh a sab e t t e rp e r f o r m a n c e k e yw o r d s ：n e u r a l n e t w o r k , i n v e r s es y s t e m ，p s e u d o - l i n e a r i z a t i o ns y s t e m ， d e c o u p l i n gc o n t r o l ，i n d u s t r i a la i r - c o n d i t i o n i n gs y s t e mo ft e x t i l em i l l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨鲞盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名孑筒签字嗍砷年多月，孑日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权岙鲞盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：孑镝 签字日期：j 叼年月，8 日 导师签名： 签字同期：o 矽年月毋日 第一章绪论 1 1 非线性控制系统 1 1 1 非线性控制系统概论 第一章绪论 非线性控制系统，是这样的控制系统，它的运动常微分方程是由非线性常微 分方程描述的。或者说，含有非线性元件的系统称为非线性系统。 最早出现的控制系统大都被视为线性的，如液面高度调节器、瓦特蒸汽调节 器。实际上，这只是采用了系统的一个线性模型来代替真实的系统。真实的系统 中，某些非线性关系被人们用线性关系代替了，另外一些非线性则被忽略掉了， 于是建立起了系统的线性模型。 随着科学技术的发展，被控对象的种类越来越多，控制装置也更加复杂，同 时对控制的精确性也提出了各种更高的要求，线性系统模型就显得不适用了。例 如，被控系统中常出现不衰减的自持振荡，就是一个突出的例子。这种在实际中 观测到的自持振荡，是线性系统中不存在的。又如，各种继电系统被大量的采用， 用线性理论也不能分析这类控制系统。工程技术的需要促进了非线性控制系统的 不断发展，形成了控制理论的一个分支【2 】龇1 1 】。 直到上个世纪4 0 年代，非线性控制系统的研究已取得了明显的进展。主要 研究方法有：相平面方法、描述函数法、李亚普诺夫方法、绝对稳定性理论以及 输入输出稳定性理论等等，这些方法被普遍地用来解决非线性系统的问题。可是， 这些方法也各有其不足之处，都不能成为分析非线性系统的一般工具。 相平面方法 2 1 1 4 6 是于1 8 8 5 年首先提出的一种求解常微分方程的图解方法。通 过在相平面上绘制非线性系统的运动轨线，形成相平面图，对系统的稳定性和一 些动态性能进行分析。该方法虽然能够获得定常系统的全部特性( 稳定性、过渡 过程等等) ，但是仅适用于二阶及简单的三阶系统，对于大于二阶的复杂系统就 不能应用了。 描述函数法 2 】【1 5 】又称谐波线性化法，是一种近似方法。该方法是英国的 p j d a n i e l 教授于1 9 4 0 年首次提出的。其研究对象可以是任何阶次的系统，忽略了 由于对象非线性因素所造成的高次谐波分量，只使用基波分量来近似描述其非线 性特性。描述函数法可用来近似研究非线性控制系统的稳定性和自持振荡问题， 还可用来对非线性控制系统进行综合，但该方法的应用是有一定要求的，即要求 第一章绪论 线性环节具有低通特性。 李亚普诺夫稳定性理论【2 】【4 6 】是分析和研究非线性控制系统稳定性的经典理 论，核心内容是构造一个l y a p u n o v 函数，即能量函数。至今为止，已经提出了一 些构造非线性系统函数的方法，如克拉索夫法、变量梯度法等，但是还没有一个 能适用于各种情况的统一构造方法。并且只能用于分析某一类非线性系统鲁 里叶系统的稳定性。 绝对稳定性【3 】【1 5 l 的概念是由苏联学者鲁里叶与波斯特尼考夫提出的，这两位 学者利用二次型加非线性项积分作为l y 印u n o v 函数，给出了判定非线性控制系统 绝对稳定性的充分条件。在此基础上，学者们又提出了不少绝对稳定性判据条件， 其中最有影响的是波波夫判据和圆判据，这两种判据方法都属于频率法，其特点 是用频率特性曲线与某直线或圆的关系来判定非线性系统的稳定性。但这种方法 仅适用于单变量系统，并不能推广到多变量系统。 输入输出稳定性f 3 】【1 5 】理论是由i w s a n b e r g 和g z a m e s 首先提出的一种判定系 统稳定性的方法。这种方法的基本思想是将泛函分析的方法应用于一般动态系统 的分析中。但其缺点是，用输入输出理论所得出的稳定性结论是比较笼统的概念， 即只能判定系统是全局稳定的或是全局不稳定的。 以上的这些方法存在的缺陷和片面性，是因为非线性系统的内容十分丰富， 而非线性系统的特性又千差万别。要建立一个统一普遍解决问题的方法，是不可 能的。这是由于，非线性微分方程一般情况是不可解的，不像线性定常微分方程 有解的公式。就稳定性而言，线性系统可以建立起充分必要条件，而对于非线性 系统，除个别问题外，至多只能建立一些充分条件，而且有时这样的充分条件还 比较保守。不仅如此，对大量的非线性系统，即便是建立稳定性的充分条件也是 十分困难的，往往得不到结果。此外，有些控制系统其非线性的复杂程度是十分 惊人的 2 1 。 在这样的情况下，非线性系统的研究一直进行着，新结果不断出现。除上面 提到的相平面方法，李亚普诺夫方法，描述函数法等等之外，又出现了一些新的 方法，如微分几何方法、微分代数方法、逆系统方法、智能控制方法【强孤j 、混 沌理论和滑模变结构控制法等等。 微分几何方法【8 】【1 0 】是意大利学者罗马大学教授i s i d o r i 等为代表的非线性控 制理论的先驱者们，将微分几何引入控制理论，给非线性系统理论带来飞跃性的 发展。其主要的贡献在于给出了解析非线性系统内部结构的基本工具，可以在一 般意义下刻画非线性系统的可控性、可观性以及可镇定性一些问题。这方面的研 究将线性几何理论中诸如受控不变子空间等概念及其在线性解耦控制中的结果， 推广到非线性控制系统中。 第一章绪论 微分代数方法1 1 5 j 是i s i d o r i 在1 9 8 6 年发现了微分几何控制理论中的一些病态 问题而应运产生的。微分代数控制理论从微分代数角度研究了非线性系统的秩p 的概念，并得出秩与非线性可逆的关系，将动态扩展算法推广到非线性情形，解 决了仿射非线性系统的动态反馈解耦问题。 但是，微分代数方法和微分几何方法一样存在共同的缺点，就是它们使用的 数学工具较抽象。同时，这两种方法也日益显示出一些理论上的局限性。首先， 这两种方法试图将线性系统的理论结果照搬过来的想法，遇到了计算上的困难。 其次，理论研究表明，可以这样做的非线性系统也只是特定的某一类。 变结构控制【3 2 】 3 3 l i f e 格地应称为具有滑动模态的变结构控制，出现于上世纪 5 0 年代，经历了5 0 余年的发展，已经形成了自己的体系。这种方法的思路是对于 系统童= f ( x ，即，t 1 进行控制系统的设计，设计包括两个方面的内容，即滑模切换 面的设计和控制规律的设计。滑模变结构控制实现起来比较简单，对外部干扰有 较强的鲁棒性，但其主要不足是会产生抖振。对于这个问题也已提出了一些消弱 抖振的方法，但并未完全解决。 非线性频域控制理论 3 】是在2 0 世纪8 0 年代以后，以英国谢菲尔德大学的 b i l l i n g s 为首的一批学者提出的。b i l l i n g s 研究小组主要的贡献是提出了非线性系 统频率响应分析的一般理论，导出了基本计算公式，发展了非线性系统高阶频率 响应函数的计算方法。g z a m e s 于1 9 8 1 年提出了玩控制的思想，其主要思路是 以系统某些信号间的传递函数的玑范数为优化指标，对于跟随问题希望干扰频 率对输出产生的频率响应为最小。 混沌动力学方法【3 】【5 1 1 ，由于混沌运动是非线性系统一种比较普遍的运动，所 以引起各个领域科学家的广泛兴趣，已经成为各个学科的研究人员普遍关注的前 沿性课题。近几年来，在非线性动力学或非线性系统学主题下，关于分叉、混沌 的研究越来越热门，主要有h o l m s ，w i g g i n s ，g o l u b i s t s k y 及l i c h t e n b e r g 等为代表 的关于全局分叉、同宿和异宿轨道分析，奇异和群论分析，分叉等解析方面的研 究，有以h s u ，t o n g u e 等的胞映射、插值胞映射等为代表的数值方法研究。 模糊控制方法【5 0 】，模糊系统理论是由z a d e h 于1 9 6 5 年创立的，这一控制思想 解决了两个难题，如何从数据中获得模糊规则和如何保证模糊系统的稳定性。由 于对被控对象模型要求的降低使模糊控制不仅适用于小规模线性单变量系统，而 且对于大规模、非线性复杂系统也得到良好的控制效果。它具有易于熟悉、输出 量连续、可靠性高、能发挥熟练专家经验的优势。随着变量的增多，模糊规则出 现的纬度灾难以及规则间的相互影响带来的控制效果不理想都是模糊控制所面 临的难题。 逆系统方法 1 】【1 6 】是反馈线性化方法的一种。在逆系统方法这一方向上，通过 第一章绪论 直接用数学分析的方法，已得到和发展了关于一般非线性系统反馈控制方法的一 系列结果。例如，关于一般非线性的左右可逆理论、解耦理论、系统镇定、线性 化综合和状态观察等方面的基本理论和方法。在应用上的发展也是很迅速的，在 机械手控制、卫星姿态控制、多溶液位系统、发电机组领域等方面已有成功的报 道。 神经网络控制方法【5 】【3 5 】【3 6 】提出已有几十年了，它首先被用于解决模式识别 等一类问题。神经网络之所以对控制有吸引力，是因为它具有逼近任意l 2 空间的 非线性函数、较强的容错性、适用于多输入多输出系统、可自学习等特点。当然， 神经网络控制中的理论问题很多，解决这些问题的难度很大，若有突破，神经网 络控制将会有更大的发展，但许多理论问题的解决，有赖于非线性系统理论的发 展。 ， 总之，非线性理论远非完善，很多问题尚待研究。目前，针对非线性系统的 控制方法可以说不存在一种统一实用的综合步骤，利用它可以设计任意的非线性 控制系统。近年来提出的如上述一系列新的综合方法，尽管不能认为是成熟的， 但也都有其适用的某些模型形式和工程范围。 1 1 2 非线性系统的稳定性与控制问题 对于非线性控制系统可归入一般非线性动力学系统，其状态方程描述的数学 模型的一般表达式为 文= f ( x ，t ) ( 1 - 1 ) 或戈= 厂( x ) ( 1 - 2 ) 非线性系统稳定性概念是一个十分广泛的概念【7 】，它的数学定义也有很多种， 这里将主要说明李亚普诺夫稳定性的定义，旨在从一种比较直观并且可以有数学 定义的概念去理解稳定性所涵盖的实质意义。 李亚普诺夫与1 9 8 2 年提出了以下稳定的数学定义： 定义1 1 【2 】 ( 1 ) 在原点的日域：i x i l h ( i = l ，2 ，刀) 内，日为某正数。如任给一个正 数占 h ，可以找到一个正数万( 与占有关) ，使得当系统( 1 2 ) 在f 0 时刻的任 意初始状态x o = ( 五o ，x 2 0 ，毛o ) r 满足i i p 时，系统将有足够的信息来确定系统的输出，而此时只可能 存在右逆系统。同理，当q p 时，是指可能存在左可逆系统；当q = p 时，可能 既存在左可逆系统又存在右可逆系统。 3 2 2m i m o 系统的逆系统 在这一节中，主要讨论m i m o 系统的逆系统的存在以及如何构造实现的理论 基础。但是在进入对m i m o 系统的可逆性分析之前，先给出s i s o 系统的可逆性 定理，以进一步帮助理解m i m o 系统可逆性的理论内容。 首先给出口相对阶的定义和s i s o 系统可逆性定理。 定义3 5 【l 】对于s i s o 非线性系统 x 2 7 _ ? ，记y ( d ：魄( x ，z ，) 为输出函数 l y 2 n i x , 甜j y = h ( x ，“) 对时间t 的k 阶导数，如果存在一个非负正数口满足： 1 ) 对于点( 而，) 的某个邻域内的所有x ，甜及所有k ；西v叱 第五章仿真运行及其结果 e ) 阀门开度五响应曲线 图5 - 81 5 0 0 s 加入干扰，空调控制系统响应曲线 控制系统在收到突发的干扰信号后，很快就恢复了原来的稳定状态，可见神 经网络逆控制具有良好的抗干扰特性。 当系统再次达到稳定状态时，温度f 为2 9 9 l ，绝对湿度d 为1 7 5 5 k k g ，相 对湿度h 为6 4 8 5 ，稳定值与给定目标值的稳态误差均在1 之间，控制精度是 满足要求的。同时，系统恢复稳态的时间也是在l o o s 左右，因此，控制速度也 是满足要求的。 第六章总结与展望 6 1 研究工作的总结 第六章总结与展望 本论文的研究内容是纺织厂工艺空调控制系统的设计。纺织厂工艺空调是一 个复杂的多输入多输出、非线性、强耦合系统。系统输入输出量的耦合关系很强， 温度的稍微波动和变化都会引起相对湿度的较大波动和变化。对空调系统的控制 性能要求需要用非常规的非线性控制策略来满足。本文建立了较精确的空调模型 并实际验证其准确性，通过对控制对象系统的深入分析，依据神经网络逆控制系 统设计原则，设计出神经网络逆复合控制器，通过仿真验证运行效果，该复合控 制器有很好的控制性能，满足了线性化解耦和控制稳定快速的要求。 本论文的主要研究内容在于： 1 深入分析了纺织厂工艺空调系统结构和运行原理，考虑到一系列非线性 环节的影响，利用线性插值方法来拟合非线性环节，建立起了纺织厂空调系统的 整体数学模型。经过m a t l a b 的模型仿真，分析响应曲线，与实际空调系统的 运行特性是符合一致的。 2 设计工艺空调控制系统，建立了神经网络逆系统，对被控对象进行线性 化解耦。通过对系统可逆性的理论分析和对空调数学模型的深入研究，论证了空 调系统的可逆性，并从理论上实现了伪线性系统。 3 深入分析神经网络的结构、训练学习过程、非线性逼近的理论基础。合 理设计激励函数，科学处理、分析样本数据，选择适合的神经网络种类和结构， 最终拟合出理想的逆系统，实现近似的线性化解耦。 4 纺织厂工艺空调系统要求的两个控制指标( 温度和相对湿度) 存在了较 强的耦合关系，根据温湿度系统的特点，本文将被控量设置为温度和绝对湿度， 简化了原空调系统的控制结构，使神经网络逆控制更好的发挥了非线性拟合的优 点。 5 综合分析纺织厂空调系统的固有物理特性，得到大时间常数系统的特性 规律，经过仿真反复观察，分析出系统的频率特性，并设计合理p i d 附加控制器 以改善神经网络逆控制器不尽人意的地方。通过m a t l a b 仿真证明该算法具有 很好的控制特性和抗干扰特性。 第六章总结与展望 6 2 进一步研究工作 论文完成了纺织厂工艺空调神经网络逆控制系统的设计。但是，在对模型特 性的准确分析、神经网络逆控制器设计等方面，仍然存在着一些不足和需要更进 一步改进的地方。 进一步的研究工作具体在以下几个方面： 1 纺织厂工艺空调的数学模型建立过程中将很多非线性环节利用插值拟合 函数来实现，与实际系统相比，此种拟合的精确程度有待进一步讨论。而由于此 种不精确的情况造成的系统误差必然会给控制的设计带来影响，使得理论上的控 制设计在实际中的应用有待进一步的完善。如何对该系统进行更详细的数学描 述，建立更加精确的空调数学模型，是纺织厂工艺空调控制仿真研究中的首要关 键的环节。 2 神经网络逆控制理论的深入了解不够。只对被控系统一种控制对象的特 性进行综合分析，从而对神经网络逆控制理论，用比较狭隘的观点进行了讨论和 分析，并没有涉及到更广泛的对象特性和控制方法广义上的结构设计。因此，需 要对更广泛的对象特性和广义神经网络逆控制的进行深入的研究。 3 逆系统控制理论是基于整个系统状态空间而言的，而文本的控制对象模 型构建中，引入很多饱和特性环节，同时在仿真中由于选择的各个变量的数值均 在系统的正常工作范围之内，因此没有出现超出饱和特性后系统控制性能的变 化。所以进一步分析超出工作范围后的控制方法是否具有鲁棒性是一个需要深入 的方向。 4 本文只针对控制系统进行了仿真阶段的研究，并且建立的仿真模型和设 计的控制系统都是在连续系统。但是，应用到实际工程应用，数字控制器基本上 采用离散采样控制。因此，已经设计好的神经网络控制器如何改进应用到离散系 统中将是控制实现得重点研究内容。 5 计算机数字控制是实施控制的有效途径，基于a r m 嵌入式控制器的开 发应用为实现可编程、自诊断、人机交互等高级功能提供的有利的硬件平台。同 时嵌入式操作系统l i n u x 的可裁减和其源代码开放特点更加适用于小型智能控 制开发的需要，因此，如何将神经网络逆控制方法转化智能控制程序并在a r m 嵌入式控制器的平台上实现将是本课题继续研究的一个重要的深入方向。 由于本人水平有限，论文中难免有疏漏和错误，请各位老师给与批评指正。 参考文献 参考文献 1 】戴先中，多变量非线性系统的神经网路逆控制方法，北京：科学出版社，2 0 0 5 【2 】高为炳，非线性控制系统导论，北京：科学出版社，1 9 8 8 ：l 2 0 【3 】曹建福，韩崇昭，方洋旺，非线性系统理论及应用，西安：西安交通大学出 版社，2 0 0 1 4 ：l 1 1 【4 】吴热冰，李春文，一般的非线性系统的构造性逆系统方法，控制理论与应用， 2 0 0 3 ：1 1 0 5 】徐立娜编著，神经网络控制，北京：电子工业出版社，2 0 0 3 2 ：1 1 5 1 2 6 【6 】周东华，非线性系统自适应控制导论，北京：清华大学出版社，斯普林格出 版社，2 0 0 2 ：2 3 i 2 8 【7 】a b a c c i o t t i ，l o c a ls t a b i l i z a b i l i t yo fn o n l i n e a rc o n t r o ls y s t e m ，s i n g a p o r e ： w o r l ds c i e n t i f i c ，1 9 9 1 【8 】a i s i d o r i ，n o n l i n e a rc o n t r o ls y s t e m , b e r l i n ：s p r i n g e r - v e f l a g ，19 8 9 9 】h n i j m e i j e ra n da j v a l ld e rs c h a r , n o n l i n e a rd y n a m i c a lc o n t r o ls y s t e m , n e w y o r k ：s p r i n g g e r - v e r l a g , 19 9 0 。 【1 0 】r i c c a r d om a r i n o ，p a t r i z i ot o m e i 著，姚郁，贺风华译，非线性系统设计一 微分几何、自适应及鲁棒控制，北京：电子工业出版社，2 0 0 6 ：5 - 7 1 l 】a l b e r t oi s i d o r i 著，王奔，庄圣贤译，n o n l i n e a rc o n t r o ls y s t e m s ，北京：电子 工业出版社，2 0 0 5 6 ：1 7 2 - 2 1 7 【1 2 】m 维德雅格瑟格著，徐得民译，非线性系统分析，北京：国防工业出版社， 1 9 8 3 1 3 】夏小华，高为炳，非线性系统控制及解耦，北京：科学出版社，1 9 9 3 1 4 】冯纯伯，非线性控制系统分析与设计，南京：东南大学出版社，1 9 9 0 【1 5 】朱彩红，非线性系统及其主要研究方法，苏州市职业大学学报，2 0 0 5 11 ， 1 6 ( 4 ) ：3 7 - 3 9 【1 6 】李春文，冯元琨，多变量非线性控制的逆系统方法，北京：清华大学出版社， 1 9 9 1 8 1 7 】卢志刚，吴士昌，于灵慧著，非线性自适应逆控制及其应用，北京：国防工 业出版社，2 0 0 4 18 】r m h i r s c h o m ，i n v e r t i b i l i t yo fn o n l i n e a rc o n t r o ls y s t e m s ，s i j 蝴j c o n t r o p t i m i z ，19 7 9 ，17 ( 2 ) ：2 8 9 2 9 7 19 】r m h i r s c h o m ，l n v e r t i b i l i t yo fm u l t i v a r i a b l en o n l i n e a rc o n t r o ls y s t e m s ，i e e e t r a n s a u t o m a t c o n t r , 19 7 9 ，2 4 ( 8 ) ：8 5 5 - 8 6 5 参考文献 2 0 】s n s i n g h ，g e n e r a l i z e dd e c o u p l e d c o n t r o ls y n t h e s i sf o ri n v e r t i b l en o n l i n e a r s y s t e m s ，i e ep m c p t d ，1 9 8 1 ，1 2 8 ( 4 ) ：1 5 7 1 6 1 【21 】g r e g o r yl p l e t t ，a d a p t i v ei n v e r s ec o n t r o lo fl i n e a ra n dn o n l i n e a rs y s t e m s u s i n gd y n a m i c n e u r a ln e t w o r k s ，i e e e t r a n s n n ，2 0 0 3 3 ，1 4 ( 2 ) ：3 6 0 - , 3 7 6 2 2 】o o d r o b a k h i n ，a vd o r o n i n ，n e u r a ln e t w o r ki n v e r s em e t h o df o rd i e l e c t r i c s t r u c t u r e sb ym u l t i f r e q u e n c ys i g n a l s ，i e e e c n f , 2 0 0 6 10 ，p r o ：3 9 - - 4 2 【2 3 】y u a n - b i nm o ，h e - t o n gl 沁t h ed e s i g no fn e u r a ln e t w o r kd i r e c ti n v e r s e c o n t r o l l e rb a s e do nc o m p l e xp a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o na l g o r i t h m ，i e e e c n f , 2 0 0 6 9 ：3 8 2 - 3 8 8 【2 4 】戴先中，张兴华，刘国海，张磊，感应电机的神经网络逆系统线性化解耦控 制，中国电机工程学报，2 0 0 4 1 ，2 4 ( 1 ) ：1 1 2 1 1 8 2 5 】何丹，戴先中，王勤，神经网络广义逆系统控制，控制理论与应用，2 0 0 2 2 ， 1 9 ( 1 ) ：3 4 - - 5 0 一一 【2 6 】张绍德，李坤，张世峰，基于r b f 网络非线性系统逆控制的二种设计方案， 系统仿真学报，2 0 0 6 9 ，1 8 ( 9 ) ：2 6 8 8 2 6 9 0 【2 7 】邹新生，崔光照，李春文，大迎角控制的一种神经网络逆系统控制方法，电 光与控制，2 0 0 6 1 2 ，1 3 ( 6 ) ：3 2 - 3 6 2 8 】杨立永，李华德，王久和，基于逆系统理论的感应电动机控制策略，辽宁工 程技术大学学报，2 0 0 5 1 0 ，2 4 ( 5 ) ：7 0 6 7 0 8 2 9 】李人厚，智能控制理论和方法，西安：西安电子科技大学出版社，2 0 0 2 ：3 9 - 1 0 0 【3 0 】刘金琨，智能控制，北京：电子工业出版社，2 0 0 5 ：1 6 3 1 】孙增圻，张再兴，邓志东，智能控制理论与技术，北京：清华大学出版社， 1 9 9 7 ：i n l 0 3 2 】高为炳，变结构控制的理论及其设计方法，北京：科学出版社，1 9 9 6 ：1 1 9 3 3 】胡跃明，变结构控制理论与应用，北京：科学出版社，2 0 0 3 。l ：1 n 1 9 3 4 】m a r t i nt h a g a n ，h o w a r db d e m u t h ，m a r kh b e a l e ，n e u r a ln e t w o r kd e s i g n ，北 京：机械工业出版社，2 0 0 2 3 5 】j u d d ，j s t e p h e n ，n e u r a ln e t w o r kd e s i g na n dt h ec o m p l e x i t y