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时滞系统的迭代学习控制研究

作　者: 冯海燕
导　师: 郭毓
学　校: 南京理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 时滞系统 Smith预估器 迭代学习控制 Smith预估迭代学习 自适应迭代学习控制
分类号: TP13
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


在实际系统中,时滞现象普遍存在。时滞的存在往往使系统的性能指标下降,甚至造成系统的不稳定。时滞系统的控制问题研究具有重要的理论意义和应用价值。本文针对几种不同类型的时滞系统分别设计了迭代学习控制器,并进行了相关的理论分析和仿真研究。主要内容有:(1)针对存在初态偏移且具有状态时滞的迭代学习控制系统,提出了闭环PD型ILC算法;针对具有控制时滞的迭代学习控制系统,提出了开环PD型学习律;针对存在初始偏移且具有状态和控制时滞的迭代学习控制系统,提出了带初始修正的PD型学习律;分别讨论了以上三种算法的收敛性问题。仿真研究验证了所提算法的有效性。(2)针对具有积分时滞对象的分批重复操作过程,提出了一种基于Smith预估的迭代学习控制算法;用频域法分析了算法的收敛性,给出并证明了算法的收敛条件。仿真研究验证了所提算法在轨迹跟踪和干扰抑制方面的有效性。(3)针对一类带未知干扰和不确定参数的一阶非线性时滞系统,设计了自适应迭代学习控制器;在时域内对未知常参数进行估计,在迭代域内对未知时变参数进行估计,充分利用了时域和迭代域的信息,并利用鲁棒控制项对干扰进行补偿。基于Lyapunov稳定性理论,分析了所提算法的收敛性。采用Backstepping技术,将该算法推广到了二阶非线性时滞系统中。仿真研究验证了所提算法的有效性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-17
  1.1 时滞系统控制概述  7-9
    1.1.1 时滞系统概念及其特点  7
    1.1.2 时滞系统的稳定性分析  7-8
    1.1.3 时滞系统控制研究现状  8-9
  1.2 Smith预估补偿控制概述  9-11
    1.2.1 Smith预估补偿控制  9-10
    1.2.2 Smith预估补偿控制研究现状  10-11
  1.3 迭代学习控制概述  11-15
    1.3.1 迭代学习控制  11-13
    1.3.2 时滞系统的迭代学习控制研究现状  13-14
    1.3.3 自适应迭代学习控制  14
    1.3.4 时滞系统的自适应迭代学习控制研究现状  14-15
  1.4 论文工作及内容安排  15-17
2 时滞系统 PD型迭代学习控制研究  17-33
  2.1 具有状态时滞系统的迭代学习控制  17-23
    2.1.1 系统描述  17
    2.1.2 闭环PD型迭代学习律  17-18
    2.1.3 收敛性分析  18-21
    2.1.4 仿真算例  21-23
  2.2 具有控制时滞系统的迭代学习控制  23-26
    2.2.1 系统描述  23
    2.2.2 开环 PD型迭代学习律  23
    2.2.3 收敛性分析  23-25
    2.2.4 仿真算例  25-26
  2.3 同时具有状态时滞和控制时滞系统的迭代学习控制  26-32
    2.3.1 系统描述  26-27
    2.3.2 带初始修正的PD型迭代学习律  27
    2.3.3 收敛性分析  27-30
    2.3.4 仿真算例  30-32
  2.4 本章小结  32-33
3 基于Smith预估器的时滞系统迭代学习控制  33-41
  3.1 系统描述  33-34
  3.2 迭代学习控制器设计  34-37
  3.3 收敛性分析  37-38
  3.4 仿真算例  38-40
  3.5 本章小结  40-41
4 一类非线性时滞系统的自适应迭代学习控制  41-53
  4.1 一阶不确定非线性时滞系统的自适应迭代学习控制  41-46
    4.1.1 系统描述及基本假设  41-42
    4.1.2 自适应迭代学习控制律设计  42
    4.1.3 收敛性分析  42-45
    4.1.4 仿真算例  45-46
  4.2 二阶不确定非线性时滞系统的自适应迭代学习控制  46-52
    4.2.1 系统描述及基本假设  47
    4.2.2 自适应迭代学习控制器设计  47-49
    4.2.3 收敛性分析  49-51
    4.2.4 仿真算例  51-52
  4.3 本章小结  52-53
5 结论与展望  53-54
  5.1 论文总结  53
  5.2 工作展望  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-59

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化基础理论 > 自动控制理论
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