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改进的时不变系统PD型迭代学习控制算法

计算机工程与应用 2008年第31期44卷 75-77页

作者：李星毅绪远王轶北京交通大学电子信息工程学院先进控制系统研究所北京100044 江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江212013

针对时不变线性系统的迭代学习控制问题,提出了一种改进的时不变系统的PD型迭代学习控制算法,理论证明了系统满足收敛条件时的改进算法是收敛的。仿真实例分析表明,改进的算法利用最新算出的控制分量代替旧的控制分量,使系统的实际输出... 详细信息

针对时不变线性系统的迭代学习控制问题,提出了一种改进的时不变系统的PD型迭代学习控制算法,理论证明了系统满足收敛条件时的改进算法是收敛的。仿真实例分析表明,改进的算法利用最新算出的控制分量代替旧的控制分量,使系统的实际输出以更快的收敛速度逼近系统的理想输出。

关键词：迭代学习控制 PD型 λ范数一致收敛

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执行器故障时变重复系统的迭代学习容错控制

计算机应用研究 2015年第10期32卷 2985-2987页

作者：陶洪峰邹伟江南大学教育部轻工过程先进控制重点实验室江苏无锡214122

针对时变重复系统存在执行机构故障问题,提出了一种基于非线性迭代学习的被动容错控制方法。首先对于带有执行器故障的非线性系统模型,利用迭代学习过程记忆的期望轨迹、期望控制和跟踪误差,设计批次被动容错控制器;然后基于算子理论和... 详细信息

针对时变重复系统存在执行机构故障问题,提出了一种基于非线性迭代学习的被动容错控制方法。首先对于带有执行器故障的非线性系统模型,利用迭代学习过程记忆的期望轨迹、期望控制和跟踪误差,设计批次被动容错控制器;然后基于算子理论和λ范数分析了控制器存在的充分条件,该条件实现了控制器对故障的有效抑制,使系统输出能够单调收敛于给定输出轨迹的有界邻域内,从而避免了故障的不利影响;最后将其应用于单关节机器人系统。仿真结果表明,所提控制方法具有良好的容错性能。

关键词：时变重复系统容错控制迭代学习算子理论 λ范数

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迭代学习控制的初态问题研究

迭代学习控制的初态问题研究

作者：张华江南大学

学位级别：硕士

为了解决工程系统中的跟踪期望轨迹问题，前人做了很多研究，并提出一系列解决方法，迭代学习控制的被提出，是为了实现被控系统在有界时间和误差范围内能够跟踪期望轨迹，迭代学习控制在具有重复作业特性的被控系统得到了广泛的应用。... 详细信息

为了解决工程系统中的跟踪期望轨迹问题，前人做了很多研究，并提出一系列解决方法，迭代学习控制的被提出，是为了实现被控系统在有界时间和误差范围内能够跟踪期望轨迹，迭代学习控制在具有重复作业特性的被控系统得到了广泛的应用。迭代学习控制的系统的初始状态是迭代学习的重要研究内容，迭代学习控制的初始状态对于迭代学习控制律的收敛性有非常重要的影响，因此对迭代学习控制的初始状态的研究对于迭代学习控制和该算法在实际工程的应用有十分重要的实用性意义。本文所做的主要研究工作如下： 1、基于传统的迭代学习控制理论提出一种新的可变增益学习控制算法，并增加了对系统初态的迭代学习律讨论，利用算子理论证明了在非线性系统中存在初态偏移时经过迭代学习后，输出仍能跟踪期望轨迹，对该可变增益的学习律的收敛性进行严格的数学证明，得到了谱半径形式的学习律收敛充分条件，因此可以解决非线性系统中可变学习增益迭代学习控制的初态偏移问题。最后在注塑机注射速度控制系统中与增益不可变迭代学习算法进行比较，仿真结果验证了算法的有效性。 2、针对一类带有传感器故障的非线性系统提出了一种新的迭代学习控制算法，该算法在任意初态条件下，结合开环D型迭代学习律，设计一个随迭代次数增加而缩短的时间段，在这个时间段控制器对状态偏差进行修正，使系统跟踪误差收敛到与初态误差无关的界内，仅由系统自身不确定性和干扰决定。进而基于λ范数理论选取适当的控制增益，抑制传感器故障带来的跟踪误差，并给出了控制算法的一致收敛性和误差的有界性证明。 3、针对在实际的工业生产过程中存在的一类具有状态时滞和控制时滞的非线性系统，在系统存在初始偏差和输出误差扰动条件下，提出了一类带有遗忘因子的闭环PD型迭代学习控制律，并增加了对初始状态的学习，利用λ范数理论和Bellman-Gronwall不等式，给出了闭环跟踪系统批次误差有界的迭代学习控制律的学习增益存在的范数形式的充分必要条件，最后分析了该种迭代学习控制律的一致收敛性。该方法解决了初始状态误差对系统的影响，保证了系统对任意有界期望输出的有效跟踪。最后利用在工业实际生产过程中常见的机械臂跟踪控制系统进行仿真，仿真结果表明了算法的有效性。

关键词：非线性系统迭代学习初始状态 λ范数算子理论传感器故障时滞遗忘因子

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迭代学习在间歇过程控制中的若干问题研究

迭代学习在间歇过程控制中的若干问题研究

作者：丁保江南大学

学位级别：硕士

迭代学习控制是在为了实现被控系统能够在有界误差范围内的跟踪上期望轨迹提出来的,广泛应用于具有重复运动性质的被控系统。该研究对于具有较高的位置重复精度和高精度的轨迹跟踪控制要求的系统有重要意义,并且在具有非线性、时变、时... 详细信息

迭代学习控制是在为了实现被控系统能够在有界误差范围内的跟踪上期望轨迹提出来的,广泛应用于具有重复运动性质的被控系统。该研究对于具有较高的位置重复精度和高精度的轨迹跟踪控制要求的系统有重要意义,并且在具有非线性、时变、时滞的间歇过程中有着良好的应用。本文所做的研究工作如下: 1、针对迭代学习P型控制算法对初始偏差和输出误差扰动的敏感性问题,研究了一种带有遗忘因子的时变非线性系统的迭代学习控制方法。在有扰动的情况下,利用迭代学习过程记忆的期望轨迹,期望控制以及跟踪误差,通过有界学习增益和批次时变因子设计学习控制器,并基于算子理论给出了控制算法存在的充分必要条件及其收敛性分析。 2、针对P型迭代学习算法对初始偏差和输出误差扰动敏感,以及PD型迭代学习算法容易放大系统噪声,降低系统鲁棒性的特点,研究了具有任意有界扰动及期望输出的重复运行非线性时变系统的PD型迭代学习跟踪控制算法。利用迭代学习过程记忆的期望轨迹,期望控制以及跟踪误差,给出基于变批次遗忘因子的学习控制器设计,并借助λ范数理论和Bellman-Gronwall不等式,讨论保证闭环跟踪系统批次误差有界的学习增益存在的充分必要条件,及分析控制算法的一致收敛性。该方案改善了系统的鲁棒性和动态特性。 3、针对实际工业过程中具有状态和控制时滞的非线性系统,在存在初始偏差和输出误差扰动的情况下,研究了具有有界扰动及期望输出的重复运行的非线性时变系统的PID型迭代学习控制跟踪控制算法,利用迭代学习过程记忆的期望轨迹,期望控制以及跟踪误差,给出基于变批次遗忘因子的学习控制器设计,并讨论保证闭环跟踪系统批次误差有界的学习增益存在的充分必要条件及分析控制算法的一致收敛性。 4、针对一类存在初始偏差、输出误差和状态扰动的时滞非线性时变重复系统,在任意初值条件下,研究了系统满足全局Lipschitz条件下的PD型闭环迭代学习跟踪控制问题。通过定义迭代学习过程的有界期望轨迹,期望控制以及跟踪误差,给出了保证闭环系统跟踪误差有界的学习控制器增益存在的充分条件,以及控制算法的一致收敛性判据证明。注塑机系统的速度跟踪控制仿真验证了本文方法不仅可以明显改善系统性能,而且对有界扰动和任意初值问题具有一定的抑制作用。

关键词：间歇过程迭代学习时滞非线性系统任意初值遗忘因子 λ范数算子理论

传感器故障非线性系统的快速抑制初态误差迭代学习控制

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江南大学学报（自然科学版） 2014年第5期13卷 511-516页

作者：张华陶洪峰杨慧中江南大学教育部轻工过程先进控制重点实验室江苏无锡214122

针对一类带有传感器故障的非线性系统提出了一种新的迭代学习控制算法,该算法在任意初态条件下,结合开环D型迭代学习律,设计一个随迭代次数增加而缩短的时间段,该时间段控制器对状态偏差进行修正,使系统跟踪误差收敛到与初态误差无关的... 详细信息

针对一类带有传感器故障的非线性系统提出了一种新的迭代学习控制算法,该算法在任意初态条件下,结合开环D型迭代学习律,设计一个随迭代次数增加而缩短的时间段,该时间段控制器对状态偏差进行修正,使系统跟踪误差收敛到与初态误差无关的界内,仅由系统自身不确定性和干扰决定。进而基于λ范数理论选取适当的控制增益,抑制传感器故障带来的跟踪误差,并给出控制算法的一致收敛性和误差的有界性证明。注塑机系统的速度控制仿真结果验证了该算法的有效性。

关键词：非线性系统迭代学习控制传感器故障初态误差 λ范数