1、在控制系統(tǒng)設計與分析中，建模、控制和狀態(tài)估計構(gòu)成了其三大重要組成部分。在經(jīng)典控制理論中，由于涉及到的控制對象一般為單輸入單輸出系統(tǒng)，所以傳遞函數(shù)便成為描述控制對象運動規(guī)律最適用的模型之一。系統(tǒng)辨識的主要工作集中于發(fā)展基于最小二乘法、曲線擬合和極大似然估計等點估計理論的辨識算法。系統(tǒng)辨識作為控制理論中的重要組成部分，為控制設計提供模型基礎，同時系統(tǒng)辨識理論可滲透于先進控制理論中，僅根據(jù)觀測數(shù)據(jù)直接進行控制器設計。因此，本課題在系統(tǒng)辨識理論

2、的基礎上，從系統(tǒng)辨識的角度研究先進控制方法，針對精密伺服控制系統(tǒng)和無人機航跡規(guī)劃，展開對系統(tǒng)辨識和先進控制理論在其中的應用研究。
　　 針對精密伺服控制系統(tǒng)中的典型產(chǎn)品一轉(zhuǎn)臺，研究利用系統(tǒng)辨識的方法對轉(zhuǎn)臺控制系統(tǒng)中的三環(huán)傳遞函數(shù)進行辨識估計。在開環(huán)條件下轉(zhuǎn)臺速度環(huán)傳遞函數(shù)的遞推辨識中，引入遞推辨識奇異值分解算法，可獲得較好的數(shù)值特性，能提高系統(tǒng)參數(shù)實時辨識的精度；對于輸入和輸出觀測信號中都帶有外界干擾的白噪聲時，采用非線性可分離

3、的最小二乘法可獲得模型參數(shù)的一致性估計。而當輸出觀測噪聲為有色噪聲時，在輔助變量算法的基礎上結(jié)合偏差補償算法進行推廣得到偏差補償輔助變量辨識算法；對轉(zhuǎn)臺位置閉環(huán)系統(tǒng)的辨識，聯(lián)合自回歸滑動平均模型辨識的輔助變量法和用于狀態(tài)空間模型的子空間辨識方法，得到閉環(huán)子空間最優(yōu)輔助變量辨識法。
　　 針對精密伺服控制中被控對象的數(shù)學模型未知時控制器的設計問題，研究一種模型參考自適應控制-基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的虛擬參考反饋校正控制。該方法有效地解決閉環(huán)

4、系統(tǒng)中未知對象模型下參數(shù)化控制器的設計，將控制器設計問題轉(zhuǎn)化為參數(shù)辨識優(yōu)化過程；針對閉環(huán)非線性系統(tǒng)中的控制器為-非線性函數(shù)，采用虛擬參考反饋校正控制的設計思想，根據(jù)此時控制器的輸入輸出觀測數(shù)據(jù)構(gòu)造-基于輸出數(shù)據(jù)的線性仿射函數(shù)，通過最小化逼近誤差，利用系統(tǒng)辨識的參數(shù)估計方法求取線性仿射函數(shù)中可調(diào)參數(shù)權(quán)值。研究虛擬參考反饋校正控制在轉(zhuǎn)臺位置環(huán)跟蹤回路中的應用，由虛擬參考反饋校正控制得到的PID參數(shù)可使得PID控制系統(tǒng)的動態(tài)性能得到改進，具有

5、跟蹤不同頻率信號的能力；針對轉(zhuǎn)臺中的非線性摩擦力矩，采用非線性函數(shù)的線性仿射函數(shù)逼近，便于控制之前的建模。
　　 針對精密伺服控制對外部干擾的抑制問題，考慮閉環(huán)系統(tǒng)中對象模型存在不確定性因素，從系統(tǒng)辨識的角度研究內(nèi)?？刂浦械膬?nèi)部模型參數(shù)的遞推辨識，并對內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)中的閉環(huán)試驗信號進行設計；在考慮外部干擾作用下，引入內(nèi)模H無窮控制達到抑制外部干擾的目的。根據(jù)對轉(zhuǎn)臺機理的分析，采用內(nèi)模H無窮控制策略對其速率回路的校正器進行設計，表明

6、該方法可用于同時對穩(wěn)定系統(tǒng)和不穩(wěn)定系統(tǒng)進行控制器設計，達到預先指定的控制性能指標。
　　 針對滾動時域控制的優(yōu)化目標函數(shù)中，需要使用到輸出預測值的顯式表達式。根據(jù)系統(tǒng)辨識中的子空間辨識理論，利用狀態(tài)空間形式下過去和現(xiàn)在的輸入輸出數(shù)據(jù)構(gòu)造將來時刻的輸出預測值，為聯(lián)合系統(tǒng)辨識和控制器設計，在子空間辨識的基礎上，研究了一種新穎的滾動時域子空間預測控制。該控制方法可自動校正模型預測控制中的系統(tǒng)參數(shù)，克服了傳統(tǒng)的線性二次高斯最優(yōu)控制中繁瑣

7、的設計過程，且不依賴于任何控制器的先驗信息。在考慮帶有約束條件時，利用橢球優(yōu)化算法來迭代地產(chǎn)生一系列體積逐漸減小的橢球序列，該序列最終能收斂到一個最優(yōu)解，在算法的基礎上推導了橢球優(yōu)化算法達到收斂時所需要迭代次數(shù)的一個上界，可以用于顫振的主動抑制；從優(yōu)化問題解存在的最優(yōu)性角度考慮非線性系統(tǒng)的滾動時域控制，分別從有或無集合約束條件下，利用凸優(yōu)化理論中的可分離定理推導出該優(yōu)化問題是否存在全局最優(yōu)解的充要條件。針對無人機航跡規(guī)劃中的數(shù)學優(yōu)化問題