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抗非重复扰动的迭代学习控制研究

作　者: 刘长荣
导　师: 徐进学
学　校: 大连海事大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 迭代学习控制非重复扰动扰动观测器反馈控制器串行连接
分类号: TP13
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

迭代学习控制(Iterative Learning Control,简称ILC)适用于具有重复特性的工业控制过程,可利用系统先前的控制经验和输出误差来修正当前的控制信号,使系统输出得以精确跟踪期望轨迹。但是实际系统中常存在非重复性的扰动,传统的迭代学习控制算法不能很好的对其加以抑制,因此本文针对迭代学习控制中的非重复扰动问题进行了研究,具体的研究工作如下：首先,介绍了迭代学习控制的理论知识,总结了迭代学习控制的发展历程、近年来国内外发展的现状及存在的问题；其次,为了使迭代学习控制具有更好的跟踪性能,提出了与前人不同的体系结构,即反馈控制器与迭代学习控制串行连接,分别分析了串、并行连接体系结构的性能,结果进行了比较,利用仿真实验验证了反馈控制器与迭代学习控制串行连接方式的有效性；再次,针对本文要解决的主要问题,即迭代学习控制中的非重复扰动问题,提出了基于扰动观测器的解决方案,介绍了扰动观测器的基本结构,分析了扰动观测器的性能、迭代学习控制的性能及两者结合的整体性能。总结出了在不影响系统稳定的前提下,扰动观测器可抑制非重复性的扰动,并通过几项仿真实验结果的比较验证了此结论；最后,设计基于扰动观测器的反馈控制器与迭代学习控制串行连接的方案,分析了系统的性能,证明了可以有效地提高系统的跟踪性能,抑制了迭代学习控制中的非重复扰动,仿真结果验证了其有效性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-18
  1.1 课题背景和意义  9-10
  1.2 迭代学习控制理论概述  10-13
  1.3 迭代学习控制研究现状和主要问题  13-16
    1.3.1 迭代学习控制研究现状  13-15
    1.3.2 迭代学习控制的主要问题  15-16
  1.4 本文的主要研究工作  16-18
第2章两种不同体系结构的P型ILC  18-31
  2.1 概述  18
  2.2 P型ILC理论及应用  18-20
  2.3 不同体系结构的P型ILC的建模  20-24
    2.3.1 基本概述  20-21
    2.3.2 反馈控制器与ILC的并行  21-22
    2.3.3 反馈控制器与ILC的串行  22-24
  2.4 仿真实验  24-30
  2.5 本章小结  30-31
第3章基于扰动观测器的迭代学习控制设计  31-49
  3.1 概述  31-32
  3.2 扰动观测器的原理  32-34
  3.3 基于DOB的迭代学习控制设计  34-37
  3.4 仿真实验  37-47
  3.5 本章小结  47-49
第4章基于DOB的反馈控制器与ILC串行连接设计  49-64
  4.1 概述  49
  4.2 基于DOB的反馈控制器与ILC串行控制设计  49-52
    4.2.1 利用DOB抑制非重复性扰动  49-50
    4.2.2 设计思路  50
    4.2.3 基于DOB的反馈控制器与ILC串行连接的控制性能  50-52
  4.3 仿真实验  52-63
    4.3.1 重复性扰动、未知被控系统的仿真  53-54
    4.3.2 研究非重复性扰动、已知被控系统  54-59
    4.3.3 研究非重复性扰动、未知被控系统  59-63
  4.4 本章小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-68
致谢  68

抗非重复扰动的迭代学习控制研究

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