迭代學(xué)習(xí)控制的應(yīng)用研究.pdf

1、迭代學(xué)習(xí)控制(ILC)是伴隨計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)而發(fā)展起來的，是人工智能與自動控制相結(jié)合的新的學(xué)習(xí)控制技術(shù)。它非常適合于具有重復(fù)運(yùn)動特性的被控對象，可以實(shí)現(xiàn)有限時(shí)間區(qū)間上任意精度的跟蹤。論文根據(jù)當(dāng)前迭代學(xué)習(xí)控制的研究現(xiàn)狀，針對線性時(shí)不變(LTI)連續(xù)系統(tǒng)討論了PID型學(xué)習(xí)律的收斂性，受噪聲干擾時(shí)的魯棒性，以及學(xué)習(xí)控制器的PID參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)等問題。同時(shí)，運(yùn)用迭代學(xué)習(xí)控制理論去分析和解決了工業(yè)控制過程中的兩類問題：一類是控制系統(tǒng)可以用精確的數(shù)學(xué)模

2、型描述，另一類是控制系統(tǒng)沒有具體的數(shù)學(xué)模型，通過實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證了此控制技術(shù)的良好性能。 本課題主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 1.研究了PID型迭代學(xué)習(xí)律的收斂性和魯棒性問題。針對開環(huán)、閉環(huán)PID型學(xué)習(xí)律作了收斂性證明，給出了收斂條件，更進(jìn)一步針對迭代學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)存在初態(tài)偏差、狀態(tài)擾動和測量噪聲時(shí)，對PID型學(xué)習(xí)律作了收斂性和魯棒性證明。 2.針對線性時(shí)不變連續(xù)系統(tǒng)，對開環(huán)和閉環(huán)迭代學(xué)習(xí)控制器的PID參數(shù)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探討

3、。深入研究了適用于離散系統(tǒng)開環(huán)迭代學(xué)習(xí)控制器PID參數(shù)基于一定性能指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，在適用于離散系統(tǒng)推導(dǎo)結(jié)論的基礎(chǔ)上，按照一定限定條件把此設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于連續(xù)系統(tǒng)。 3.研究了迭代學(xué)習(xí)控制應(yīng)用于直流電動機(jī)的速度跟蹤問題。探討了電氣控制系統(tǒng)中電動機(jī)速度跟蹤控制需求，對控制系統(tǒng)構(gòu)建了具體的數(shù)學(xué)模型，深入討論了開環(huán)和閉環(huán)PID型迭代學(xué)習(xí)控制分別應(yīng)用此類問題的跟蹤效果，同時(shí)針對系統(tǒng)存在初態(tài)學(xué)習(xí)誤差、狀態(tài)擾動和測量噪聲時(shí)，通過MATL

4、AB軟件做了大量的仿真和實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了迭代學(xué)習(xí)控制不僅具有良好的控制性能，而且具有較強(qiáng)的魯棒性和穩(wěn)定性。 4.研究了迭代學(xué)習(xí)控制應(yīng)用于穩(wěn)定大罐液位調(diào)控的實(shí)際工程問題。此控制方式通過改變抽水電動機(jī)給定頻率，從而改變排水速率，把污水液位穩(wěn)定在許可范圍之內(nèi)，此類控制屬于均勻控制問題。此工程問題在對控制系統(tǒng)沒有建立具體數(shù)學(xué)模型的情況下，用迭代學(xué)習(xí)控制理論去解決，探討了迭代學(xué)習(xí)控制模型的建立過程，并依照控制需求作了詳細(xì)的仿真。最終在設(shè)計(jì)方法