网络环境下基于频域的分数阶系统辨识与控制研究的任务书.docx

网络环境下基于频域的分数阶系统辨识与控制研究的任务书
任务书
一、背景介绍
近年来，分数阶控制理论、分数阶系统的建模及其控制方法等已成为热门研究领域。分数阶系统较传统的整数阶系统有更丰富的动态特性，使得其在众多工程应用中表现出更好的性能。在控制领域中，分数阶控制的理论方法经过长时间的发展与研究，已经具有很高的应用价值。在分数阶控制理论的研究中，分数阶系统的建模与辨识是控制系统中不可或缺的一个工作环节。
随着信息技术与网络技术的不断发展，网络环境下的控制系统已成为研究的热点，网络环境下的控制系统较传统控制系统具有更多的控制对象、网络传输延迟等固有特性，给系统的建模、辨识与控制带来了挑战。因此，在网络环境下基于频域的分数阶系统辨识与控制研究具有重要的理论意义和工程应用价值。
二、研究内容与目标
本次研究的主要内容包括：
（1）网络环境下分数阶系统的建模方法研究；
（2）基于频域判别理论的分数阶系统辨识方法研究；
（3）网络环境下的分数阶系统控制方法研究。
研究目标：
（1）建立网络环境下分数阶系统的适用于控制研究的建模方法；
（2）提出一种适用于网络环境下的基于频域判别理论的分数阶系统辨识方法；
（3）研究基于频域控制理论的网络环境下的分数阶系统控制方法，并进行仿真验证。
三、研究方法
本次研究将采取如下的研究方法：
（1）文献综述。通过调研国内外分数阶系统的建模、辨识及控制研究的相关文献，了解分数阶控制理论的研究进展。
（2）方法研究。在文献综述的基础上，对网络环境下基于频域的分数阶系统辨识与控制方法进行深入研究，提出一种基于频域判别理论的分数阶系统辨识方法。
（3）仿真实验。建立网络环境下的分数阶系统模型，并利用Matlab软件进行仿真实验，验证所提出的基于频域判别理论的分数阶系统辨识方法与控制方法的有效性。
四、主要参考文献
[1]陈瑛,谢式千,王勇.分数阶系统连续模型的数学分析与PID控制器设计[J].中南大学学报(自然科学版),2009,40(6):1235-1240.
[2]AghababaMP,DelavariH,BaleanuD.Fractional-OrderPIDControllerDesignforaNetworkedControlSystem-BasedDCMotor[J].Complexity,2019,2019:1-15.
[3]YangXJ.FractionalOrderControlandSynchronizationofChaoticSystems[J].JournalofVibrationandControl,2007,13(9-10):1345-1364.
[4]杨石,张涛,施长风.一类分数阶系统的时域辨识方法[J].吉林大学学报(信息科学版),2012,30(6):741-746.
[5]李庆利,马艳华,赵文超.基于正交正弦与余弦函数的分数阶系统辨识[J].控制理论与应用,2016,33(9):1198-1208.
五、经费预算
本次研究的经费主要用于研究人员的工作酬劳、实验用资料和设备购置，具体经费预算如下：
（1）研究人员工资和津贴：200,000元；
（2）购置实验用资料和设备：100,000元；
（3）研究成果宣传费用：20,000元。
六、研究进度安排
本次研究的进度安排如下表所示：
|研究阶段|时间节点|
|--------|--------|
|文献综述|第1个月|
|方法研究|第2-5个月|
|仿真实验|第6-9个月|
|成果整理|第10-12个月|
七、研究成果及应用价值
本次研究将通过提出一种基于频域判别理论的分数阶系统辨识方法和控制方法，在网络环境下建立分数阶系统的模型，并进行控制仿真实验，以求实现基于分数阶控制理论的控制系统的快速响应和较高稳定性。本次研究的成果可为以下一些领域提供参考和支持：
（1）电力电子领域。本研究成果可应用于电网监控系统、电力负载预测及电力系统安全控制等方面。
（2）机器人控制领域。本研究可为机器人运动控制、路径规划等方面提供参考和支持。
（3）智能交通领域。本研究的成果可应用于车辆控制、路况预测、智能交通信号控制等方面，提升智能交通系统的安全性和鲁棒性。
总之，本研究具有很高的研究价值和应用价值。