控制電路、控制方法和應用其的線性LED驅(qū)動電路簡介

榮譽表彰

2020年7月14日，《控制電路、控制方法和應用其的線性LED驅(qū)動電路》獲得第二十一屆中國專利獎優(yōu)秀獎。 2100433B

非線性模型預測控制采用線性化方法

線性化方法是研究非線性系統(tǒng)的常規(guī)方法。將非線性系統(tǒng)局部線性化主要是為了沿用線性系統(tǒng)中已有的成果，計算簡單，實時性好。對于非線性較強的系統(tǒng)，用單個線性化模型很難反映系統(tǒng)在大范圍內(nèi)的動、靜態(tài)特性，控制品質(zhì)甚至穩(wěn)定性都難以保證。因此實際處理時，有以下三種線性化方法。

（1）將非線性機理模型在每個采樣點附近線性化，然后對線性化的模型采用線性的預測控制算法，其特點是在每個采樣時刻都采用新的模型，能盡量減小線性化帶來的誤差。但是頻繁的在線更換模型會導致需要反復計算相關矩陣參數(shù)，計算量加大，且不利于離線對控制器的參數(shù)進行優(yōu)化設計。

（2）多模型方法。顧名思義，就是引入?yún)^(qū)間近似的思想，用多個線性化的模型來描述同一個非線性的對象。多模型方法的優(yōu)點在于可以離線的計算大部分控制參數(shù)，難點則是如何確定模型切換的時機以及保證模型切換時的平穩(wěn)性。

（3）反饋線性化（即就是 I/O 擴展線性化）的方法，即對非線性系統(tǒng)引入非線性反饋補償律，使非線性系統(tǒng)對虛擬控制輸入量實現(xiàn)線性化，便可以使用線性的 MPC方法。也有許多非線性系統(tǒng)不滿足反饋線性化的條件，使其應用受到限制。

非線性模型預測控制利用各種特殊模型

常用的非線性模型包括 volterra 模型、Hammerstein 模型、Wiener 模型等。volterra模型為非線性對象的廣義脈沖響應模型，可以描述一類非線性對象的輸入輸出特性，實際應用中常采用正、負和雙階躍響應法建立系統(tǒng)的 volterra 模型。Hammerstein 模型和 Wiener 模型都是由一個非線性的靜態(tài)子系統(tǒng)和一個線性的動態(tài)子系統(tǒng)串聯(lián)而成，二者的區(qū)別是串聯(lián)的順序不同。

非線性模型預測控制基于神經(jīng)網(wǎng)絡的預測控制

神經(jīng)網(wǎng)絡以其分布式存儲、并行處理、良好的魯棒性、自適應性、自學習性，在控制界具有廣闊的應用前景。由于神經(jīng)網(wǎng)絡能夠以良好的精度逼近非線性函數(shù)，且基于神經(jīng)網(wǎng)絡的建模方法具有普遍性，因此在非線性預測控制中受到重視，相關的研究成果也比較多。

關于采用神經(jīng)網(wǎng)絡的預測控制，存在的困難也比較多，主要是還不能有效地進行多步預測，而通常來說多步預測的控制效果要明顯優(yōu)于單步預測。盡管將多個神經(jīng)網(wǎng)絡串聯(lián)可以得到多步的輸出預測，但這樣會增加控制器的復雜程度，直接影響控制量的求解。同時，如果需要在線進行模型辨識，那么在線的網(wǎng)絡訓練需要較長的時間，控制的實時性變差。

彈性問題可能是線性的，也可能不是線性的，因為有勢的向量場也包括非線性場。通常在力學上把彈性問題分為兩類，一類叫做線性彈性問題，一類叫做非線性彈性問題，就是這個原因。

1、彈性包括線彈性和非線性彈性，彈性簡單說指卸載后變形按原路徑返回，沒有殘余變形，線彈性是應力與應變是直線關系，非線性彈性應力與應變是曲線。

2、在材料力學中，有比例極限與彈性極限兩個概念，比例極限是符合虎克定律的最高限，彈性極限是沒有塑性變形的最高限，那么在比例極限到彈性極限這一區(qū)段內(nèi)，應力、應變是什么關系？怎么理解？是否可以理解為在比例極限到彈性極限區(qū)段內(nèi)，雖然仍是彈性變形，但E值已非常量。續(xù)：彈性極限范圍內(nèi)：構(gòu)件發(fā)生彈性變形，即撤除外力構(gòu)件沒有塑性變形；比例極限范圍內(nèi)：構(gòu)件出了滿足上面的條件，其應力－應變還成線性關系。即：比例極限就是線性彈性極。