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数据驱动控制算法软件仿真平台的设计与实现

作　者: 王永森
导　师: 侯忠生
学　校: 北京交通大学
专　业: 智能交通工程
关键词: 数据驱动控制 仿真平台 JAVA MATLAB
分类号: TP273.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


目前绝大多数自适应控制算法都依赖于受控系统精确的数学模型,但是建立受控系统精确的数学模型并不是一件容易的事情,有时甚至是不可能的。这就促使国内外专家们去研究一种新的控制方法,在这种情况下,只利用受控系统的I/O数据而不需要受控系统的数学模型信息就能设计控制器的数据驱动控制算法应运而生,成为国内外理论界研究的热点。为了更好的研究和推广数据驱动控制算法,本文设计和实现了基于B/S架构的数据驱动控制算法软件仿真平台,为用户提供了一个不受时间、地点限制的仿真环境。该仿真平台主要分为前台和后台两个部分,前台采用JSP、HTML、AJAX等技术来实现页面的显示；后台利用Servlet、JavaBeans等技术来实现业务逻辑的处理,并利用MATLAB作为仿真平台的后台计算引擎,通过JMatlink组件将Servlet和MATLAB连接起来,实现Servlet和MATLAB的通信。该设计方式既能充分利用目前流行的网络开发技术简单,易用,速度快,易扩展等特性,又能充分利用MATLAB的强大的仿真计算能力,极大的提高了仿真平台的开发效率,降低了开发成本,同时又为仿真平台的未来的扩展提供了很好的技术支持。本文的内容组织如下：第一章、阐述课题的研究背景、现状、研究目标。第二章、阐述了数据驱动控制算法发展情况,并对无模型自适应控制算法和PID控制算法的控制思想进行了介绍。第三章、阐述了软件的需求功能,针对需求提出了软件的体系架构,并介绍了平台的运行环境和开发工具。第四章、对仿真平台的各个功能模块进行了深入的阐述,讲解了软件的设计思想和设计方法,并对开发过程中关键技术进行了详细的说明。第五章、给出了基于该平台仿真应用实例,详细的介绍了仿真平台的使用方法,并对比了无模型自适应控制算法和PID控制算法的控制特点,同时也验证了仿真平台的准确性和可靠性。第六章、对仿真平台实现过程中的研究和开发工作进行了总结,并对今后工作进行了展望。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 引言  10-14
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 课题的研究现状  11-12
  1.3 课题研究目标  12-13
  1.4 论文的主要工作和组织结构  13-14
2 数据驱动算法  14-21
  2.1 无模型自适应控制算法  14-19
    2.1.1 非线性系统动态线性化  15-17
    2.1.2 紧格式无模型自适应控制方案设计  17-18
    2.1.3 偏格式无模型自适应控制方案设计  18
    2.1.4 全格式无模型自适应控制方案设计  18-19
  2.2 PID控制算法  19-20
  2.3 本章小结  20-21
3 仿真平台的分析与概要设计  21-27
  3.1 平台的需求分析  21-22
  3.2 运行环境及开发工具  22-24
  3.3 平台的体系架构  24-26
  3.4 本章小结  26-27
4 软件仿真平台详细设计和实现  27-45
  4.1 功能模块详细设计与实现  27-40
    4.1.1 用户基本功能管理模块  27-31
    4.1.2 被控对象模型库的设计模块  31-33
    4.1.3 MFAC控制算法仿真模块  33-35
    4.1.4 PID控制算法仿真模块  35-36
    4.1.5 自定义算法仿真模块  36-37
    4.1.6 系统管理模块  37-40
  4.2 关键技术说明  40-44
    4.2.1 JSP和Servlet技术介绍  40-41
    4.2.2 AJAX技术介绍  41-42
    4.2.3 XML技术介绍  42-43
    4.2.4 JMatlink技术介绍  43-44
  4.3 本章小结  44-45
5 仿真平台的应用实例  45-56
  5.1 平台结果与MATLAB仿真结果对比  45-47
  5.2 平台提供算法的仿真实验  47-53
  5.3 自定义仿真模块的实验  53-55
  5.4 本章小结  55-56
6 结束语  56-58
  6.1 研究和开发工作总结  56-57
  6.2 今后工作展望  57-58
参考文献  58-60
作者简历  60-62
学位论文数据集  62

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 自适应（自整定）控制、自适应控制（自整定）系统
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