迭代學習控制的應用研究.pdf

1、迭代學習控制(ILC)是伴隨計算機應用技術(shù)而發(fā)展起來的，是人工智能與自動控制相結(jié)合的新的學習控制技術(shù)。它非常適合于具有重復運動特性的被控對象，可以實現(xiàn)有限時間區(qū)間上任意精度的跟蹤。論文根據(jù)當前迭代學習控制的研究現(xiàn)狀，針對線性時不變(LTI)連續(xù)系統(tǒng)討論了PID型學習律的收斂性，受噪聲干擾時的魯棒性，以及學習控制器的PID參數(shù)優(yōu)化設計等問題。同時，運用迭代學習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)學模

2、型描述，另一類是控制系統(tǒng)沒有具體的數(shù)學模型，通過實際應用驗證了此控制技術(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型迭代學習律的收斂性和魯棒性問題。針對開環(huán)、閉環(huán)PID型學習律作了收斂性證明，給出了收斂條件，更進一步針對迭代學習控制系統(tǒng)存在初態(tài)偏差、狀態(tài)擾動和測量噪聲時，對PID型學習律作了收斂性和魯棒性證明。 2.針對線性時不變連續(xù)系統(tǒng)，對開環(huán)和閉環(huán)迭代學習控制器的PID參數(shù)設計方法進行探討

3、。深入研究了適用于離散系統(tǒng)開環(huán)迭代學習控制器PID參數(shù)基于一定性能指標進行優(yōu)化設計的方法，在適用于離散系統(tǒng)推導結(jié)論的基礎上，按照一定限定條件把此設計方法應用于連續(xù)系統(tǒng)。 3.研究了迭代學習控制應用于直流電動機的速度跟蹤問題。探討了電氣控制系統(tǒng)中電動機速度跟蹤控制需求，對控制系統(tǒng)構(gòu)建了具體的數(shù)學模型，深入討論了開環(huán)和閉環(huán)PID型迭代學習控制分別應用此類問題的跟蹤效果，同時針對系統(tǒng)存在初態(tài)學習誤差、狀態(tài)擾動和測量噪聲時，通過MATL

4、AB軟件做了大量的仿真和實驗，驗證了迭代學習控制不僅具有良好的控制性能，而且具有較強的魯棒性和穩(wěn)定性。 4.研究了迭代學習控制應用于穩(wěn)定大罐液位調(diào)控的實際工程問題。此控制方式通過改變抽水電動機給定頻率，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)學模型的情況下，用迭代學習控制理論去解決，探討了迭代學習控制模型的建立過程，并依照控制需求作了詳細的仿真。最終在設計方法