分数阶系统关键参数迭代学习辨识的基础理论及应用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61374101
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0301.控制理论与技术
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

In this project, the iterative learning identification of order and initialization response of fractional order systems are studied based on the fractional adaptive iterative learning control and order sensitivity function, which can be applied to the fractional system theory and iterative learning control. To the fractional adaptive iterative learning control, the differential type, filtering type and nonlinear learning laws are designed to the adaptive study for three kinds of fractional orders and types so that the finite time and infinite time perfect tracking control problems are realized as well. The analyticity and numerical implementation of order sensitivity function are analyzed. The construction of parameter learning law and its convergence analysis are applied to the iterative learning identification of constant order and variable order systems. The idea of fractional order element networks provides a practical way to the experiments. The iterative learning identifications of distributed order and initialization response are unified the identification of kernel functions, and the convergence analysis can be associated with a number of integral transforms. The identified results are applied to optimize the control strategies, reference learning law, and fractional nonlinear robust iterative learning control. The main aim of this project is to build the fundamental theoretical system of fractional order iterative learning identification, to extend the research fields of fractional order iterative learning control, and to combine the theory and experiments of the above conclusions such that both can be benefited from each other.
本项目从分数阶自适应迭代学习控制和阶灵敏度函数入手,研究分数阶系统阶数和初始化响应的迭代学习辨识方法,实现其在分数阶系统理论和迭代学习控制中的应用。针对分数阶自适应迭代学习控制方法,设计微分型、滤波器型和非线性学习律,研究其对分数阶系统三类阶数及类型的自适应性,实现有限时间和无限时间上的精确控制;研究阶灵敏度函数的解析性和数值实现方法;针对定常阶和变分数阶系统阶数的迭代学习辨识,构造参数型学习律分析其收敛性,并通过分数阶单元网络思想提出可行的实现方案;针对分布阶系统阶数和分数阶系统初始化响应,统一采用核函数迭代学习辨识的方法,并将各式积分变换引入该方法的收敛性分析;将辨识的结果用于控制策略的优化,并实现其在参考值型学习律和分数阶非线性鲁棒迭代学习控制中的应用。初步建立起分数阶迭代学习辨识的基础理论体系,扩大分数阶迭代学习控制的研究范围,通过理论指导实验并在实践中寻找理论创新。

结项摘要

随着科学技术的发展,诸多领域的专家指出其研究对象具有明显的非整数阶特性,并因此提出了大量分数阶系统辨识的需求。然而,现有的分数阶系统辨识方法均属于整数阶系统辨识方法的推广,要么无法体现分数阶系统本身特有的性质,要么存在精度欠佳等问题。因此,本项目从分数阶全参数自适应迭代学习控制和阶灵敏度函数入手,针对分数阶系统特有的阶次和初始化响应对系统控制和辨识所带来的挑战,借鉴了鲁棒自适应控制的现有结论,基于灰箱系统、黑箱系统和实际系统设计了微分型、滤波器型和非线性迭代学习辨识策略,实现了定常阶、变分数阶和分布阶三大分数阶系统关键参数的辨识,特别是通过分数阶阶次学习律和分数阶最小二乘等方法避免了局部陷阱问题,实现了分数阶和变分数阶的精确辨识。将阶灵敏度函数用于分布阶系统阶次和初始化函数的辨识,并提出基于预调的分数阶初始化系统辨识策略,且由此引出了分数阶系统可辨识性的概念。上述理论结果被成功应用于分数阶迭代学习控制方法的优化,轮式机器人多故障诊断,数控精密磨床,动力电池建模及模拟等领域。目前,该项目已初步建立起分数阶迭代学习辨识的基础理论体系,扩大了分数阶迭代学习控制的研究范围,通过理论指导实验并在实践中寻找理论创新。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(7)
专利数量(6)
Preconditioning of initialized systems
初始化系统的预处理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    ICIC Express Letters
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhai Lun;Tian Guohui;Li Yan
  • 通讯作者:
    Li Yan
结合迭代学习控制的视觉伺服物品抓取方法
  • DOI:
    10.13245/j.hust.15s1128
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    华中科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    田国会;袁丽;李国栋;李岩
  • 通讯作者:
    李岩
Adaptive Memory Identification of Fractional Order Systems
分数阶系统的自适应记忆识别
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Discontinuity, Nonlinearity, and Complexity
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhao Yang;Li Yan;Zhou Fengyu
  • 通讯作者:
    Zhou Fengyu
A Parametric Learning and Identification Based Robust Iterative Learning Control for Time Varying Delay Systems
基于参数学习与辨识的时变时滞系统鲁棒迭代学习控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Control Science and Engineering
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Zhai Lun;Tian Guohui;Li Yan
  • 通讯作者:
    Li Yan
A Preconditioning Based Iternative Learning Control for Systems with Unknowm Initialization
未知初始化系统的基于预处理的迭代学习控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    International Journal of Control and Automation
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhai Lun;Tian Guohui;Li Yan
  • 通讯作者:
    Li Yan

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  • 作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    李岩;杨芳莉;朱俊丰;吕昌龙
  • 通讯作者:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈贵元
火针疗法的临床应用与基础研究近况
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    针灸临床杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程素利;徐家淳;王剑歌;焦召华;周震;孙立明;李岩
  • 通讯作者:
    李岩
变压器绕组振动特性的电磁-机械场仿真与试验
  • DOI:
    10.19487/j.cnki.1001-8425.2021.04.004
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张学娟;孟天男;井永腾;李岩;邹德旭
  • 通讯作者:
    邹德旭

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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