基于Koopman算子的磁流变阻尼器力跟踪控制

作     者：刘振泽 徐新泽 郭杰 何雨纯 庄晔 于树友 

作者机构：吉林大学控制科学与工程系 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室 重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室 

出 版 物：《控制理论与应用》 (Control Theory & Applications)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：工业物联网与网络化控制重点实验室(No.2019FF01) 吉林省自然科学基金项目(YDZJ202101ZYTS169) 国家自然科学基金项目(U1964202)资助 

主　　题：磁流变阻尼器 跟踪控制 Koopman算子 扩展动态模式分解 递归神经网络 

摘      要：为了实现磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper, MRD)的高精度阻尼力跟踪控制,本文提出了一种基于Koopman算子的离散时间线性二次型最优跟踪(Discrete-time linear quadratic tracking, DLQT)控制策略.采用递归神经网络(Recurrent neural network, RNN)建立MRD的非线性模型.采取Koopman算子理论及扩展动态模式分解法(Extended dynamic mode decomposition, EDMD)将MRD的RNN模型“全局线性化,保留MRD系统的非线性特性.利用基于Koopman算子理论得到的高阶线性模型设计了DLQT控制器.通过仿真实验实现对不同频率的期望信号进行跟踪,验证了算法的有效性.采用搭载了MRD的二自由度四分之一悬架实验台进行硬件在环实验.实验结果表明该算法可以实现对参考信号的高精度跟踪.