【摘要】： 在過程工業(yè)和生物醫(yī)學等領域,許多系統(tǒng)的動態(tài)行為同時與時間和空間相關(guān),即這些過程都是與時空相關(guān)的非線性分布式參數(shù)系統(tǒng)。對于這類系統(tǒng)來說,建模非常重要,然而,由于來源于時空耦合的分布式特征、強非線性系統(tǒng)的無限維特性、過程處理中的不確定性,以及大部分分布式參數(shù)系統(tǒng)(DPS)的傳感器數(shù)量有限,這都增加了精確建模的難度。而我們的目標是利用盡量少的傳感器,設計一個有效的建模策略,使得DPS的輸出溫度場區(qū)域很快的達到規(guī)定的輪廓。 在前人對分布式參數(shù)系統(tǒng)建模研究成果的基礎上,本文設計了兩種新穎的建模算法�；谑褂酶唠A的非線性Volterra級數(shù)分離時空變量的策略,提出了一種新穎的建模算法,這種建模方法的模型精確度被顯著提高,卻幾乎沒有增加額外的計算復雜度,并通過仿真實驗驗證了所設計的算法的優(yōu)越性。另外,通過把傳統(tǒng)的Hammerstein模型拓展到分布式參數(shù)系統(tǒng),提出了一種新穎的非線性分布式參數(shù)系統(tǒng)(DPS)建模方法,即時空Hammerstein建模算法。首先,把Hammerstein模型的靜態(tài)非線性部分和分布式動態(tài)線性部分拓展為空間和時間的基函數(shù)集;為了簡化參數(shù)復雜度,選擇Laguerre多項式作為時間基函數(shù),使用KL分解找出主要的空間基函數(shù)。然后,基于Galerkin方法使時空域建模問題轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)的時間域建模問題,并使用最小二乘估計(LSE)和奇異值分解方法(SVD)估計出未知參數(shù)。當存在未建模的動態(tài)特性時,提出了多通道建模策略來改進模型性能,這種算法在一定條件下可保證模型的收斂性,并通過仿真實驗驗證了所設計的算法的有效性,這說明了它具有較好的應用前景。同時,論文也指出了算法在進一步研究中需要改進的地方,并將其中的核心問題作為下一步工作的重點,繼續(xù)深入研究。
【圖文】：

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文圖1-1 子宮癌患者的腹腔截面溫度分布(左圖)及癌癥超聲波熱療示意圖(右圖)對于復雜的分布式參數(shù)系統(tǒng)(DPS)來說，建模非常重要。然而，針對這類系統(tǒng)，因為下面的原因，建模是困難的：(1) 來源于其時空耦合的本質(zhì)的分布式特征和無限維特性；(2) 強非線性特征和不確定性，使得在不同的工作區(qū)域系統(tǒng)動態(tài)特性差別較大；(3) 傳感器數(shù)量有限，且位置可能不固定。我們感興趣的是三類分布式參數(shù)系統(tǒng)（DPS）系統(tǒng)，即具有多個加熱區(qū)域和特殊邊界條件的拋物型、雙曲型和橢圓型的非線性偏微分方程（PDE）系統(tǒng)。由于其固有的特征值衰減分布特性，前者可以用一系列常微分方程（ODE）足夠精確的描述，而后兩者則不然。此外

的是時間縮放因子 ,OFS 序列截斷長度 ，針對 ，原則上是越大越能準近系統(tǒng)，但是過大會引起模型過擬合，不能反映系統(tǒng)的動態(tài)特性，，且影響建續(xù)控制算法的實時性能，在實際應用中，對 的選擇往往依賴于經(jīng)驗。如果定，即 確定，各參數(shù)pN NN(N ,p,T)1234τ , τ,τ,τ，A 和 B 均可離線計算出來。.3)的輸入輸出關(guān)系可以用線性回歸形式表示，控制系數(shù) 可最小二乘估計結(jié)合樣條插值法得到。最終，根據(jù)式(3.3)綜合 OFS 核和空間系得到所求模型(圖 3-2 展示了建模方法的操作細節(jié))。(),(),(),......0czCzDz)t( )cz0( )( )ut( )10 Gq( )11 Gq( )11 Gq( )lt1( )lt2( )ltN
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：N945.12

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張春濤;王尚旭;;PP波和PS波聯(lián)合反演研究進展[J];科技導報;2010年10期

2 萬保峰;程新文;歐龍;;TLS與LS數(shù)據(jù)處理方法對比研究[J];城市勘測;2007年04期

3 徐鵬;邰桂軍;

本文編號：2681461