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无模型周期自适应控制方法与应用

作　者: 孙静
导　师: 隋树林
学　校: 青岛科技大学
专　业: 应用数学
关键词: 无模型自适应控制无模型周期自适应控制 SISO系统 MISO系统直线电机仿真研究
分类号: O231
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文着重研究了非线性离散时间系统的无模型周期自适应控制,着重讨论了SISO系统和MISO系统的无模型周期自适应控制方法,并将该方法应用于直线电机的控制应用中。本文主要取得以下结果:1.针对一般非线性离散时间SISO系统,基于无模型自适应控制(MFAC)的思想,提出了一种无模型周期自适应控制方法,仅仅需要知道期望轨迹的周期,控制器的设计和分析仅依赖于系统的I/O数据,不需要系统的其他任何信息。通过寻找合适的输入序列,使得系统的输出跟踪误差随着周期数趋于无穷而指数收敛于零。并且提出了算法的高阶形式,通过MATLAB仿真验证了所提方法的有效性。2.在针对已有SISO系统研究的基础上,将所提出的无模型周期自适应控制方法推广到了MISO系统,进行了收敛性分析和数学公式的推导。同时,提出了MISO系统的高阶无模型周期自适应控制方法,可以利用更多以前周期的控制信息,提高控制性能。经收敛性分析、数学公式推导和MATLAB仿真验证了算法的有效性。3.提出了直线电机的无模型周期自适应控制方法,可利用系统的周期性,有效抑制外界扰动,提高系统的收敛性能。仿真研究验证了算法的有效性。与无模型自适应控制的仿真比较结果表明,无模型自适应控制不具有从周期中学习的能力,不适合跟踪周期参考信号。概括来讲,本文研究的核心在于基于MFAC思想提出了一系列无模型周期自适应控制的新方法,并将所提方法应用于直线电机的控制。本文的研究不论对无模型自适应控制理论本身的完善,还是对其应用领域的进一步扩展,都有一定的促进和推动作用,因此具有重要理论意义及应用价值。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 引言  9-10
  1.2 重复控制研究现状及其基本原理  10-12
  1.3 非线性系统的无模型自适应控制  12
  1.4 课题的提出及研究意义  12-13
  1.5 论文主要工作及组织安排  13-14
2 重复控制介绍  14-24
  2.1 引言  14
  2.2 重复控制系统的设计  14-16
  2.3 重复控制方法介绍  16-23
    2.3.1 连续时延内模重复控制  16-18
    2.3.2 离散时延内模重复控制  18-19
    2.3.3 有限维重复控制  19-20
    2.3.4 非线性系统重复控制  20-21
    2.3.5 周期自适应控制  21-23
  2.4 重复控制应用  23
  2.5 本章小结  23-24
3 非线性 SISO 系统的无模型周期自适应控制  24-38
  3.1 引言  24
  3.2 动态线性化  24-26
  3.3 无模型周期自适应控制  26-32
    3.3.1 控制器设计  26-28
    3.3.2 收敛性分析  28-32
  3.4 高阶无模型周期自适应控制  32-35
    3.4.1 控制器设计  32-33
    3.4.2 收敛性分析  33-35
  3.5 仿真研究  35-37
  3.6 本章小结  37-38
4 非线性MISO 系统的无模型周期自适应控制  38-52
  4.1 引言  38
  4.2 动态线性化  38-40
  4.3 无模型周期自适应控制  40-46
    4.3.1 控制器设计  40-42
    4.3.2 收敛性分析  42-46
  4.4 高阶无模型周期自适应控制  46-49
    4.4.1 控制器设计  46-47
    4.4.2 收敛性分析  47-49
  4.5 仿真研究  49-51
  4.6 本章小结  51-52
5 无模型周期自适应控制在直线电机中的应用  52-57
  5.1 引言  52-53
  5.2 问题描述与控制器设计  53-54
    5.2.1 紧格式线性化  53
    5.2.2 无模型周期自适应控制  53-54
  5.3 仿真研究  54-56
  5.4 本章小结  56-57
结论与展望  57-58
参考文献  58-61
致谢  61-62
攻读学位期间发表论文  62-63

无模型周期自适应控制方法与应用

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