基于特征建模的自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著機(jī)械化大生產(chǎn)的擴(kuò)大與深入，被控對(duì)象越來越復(fù)雜，控制精度要求越來越高，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的建模與控制是目前控制界的重要任務(wù)之一。機(jī)械臂系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)是一個(gè)多輸入多輸出、高度耦合的非線性系統(tǒng)。由于實(shí)際應(yīng)用中存在隨機(jī)擾動(dòng)、負(fù)載變化等不確定因素使獲得機(jī)械臂等系統(tǒng)的精確動(dòng)力學(xué)模型相當(dāng)困難。特征建模以系統(tǒng)的輸入輸出以及控制要求建立模型，為機(jī)械臂等系統(tǒng)的建模提供了途徑。迭代學(xué)習(xí)控制和自適應(yīng)控制以其在控制上無精確模型要求和學(xué)習(xí)特性，為機(jī)

2、械臂等系統(tǒng)的控制提供了解決方案。研究系統(tǒng)的建模與控制問題具有重要的理論意義和實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文基于特征建模的思想，結(jié)合迭代學(xué)習(xí)控制和自適應(yīng)控制設(shè)計(jì)了兩種自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制器，并以機(jī)械臂和倒立擺系統(tǒng)為對(duì)象進(jìn)行了仿真分析。同時(shí)針對(duì)具有重復(fù)干擾的機(jī)械臂系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一類自適應(yīng)雙迭代學(xué)習(xí)控制器。本文的主要工作如下:
　　1.介紹了特征建模的思想，給出了一類非線性系統(tǒng)特征建模的方法，并推導(dǎo)了單連桿機(jī)械臂和兩連桿機(jī)械臂的特征模型

3、。理論分析和數(shù)值仿真表明，當(dāng)采樣時(shí)間足夠小時(shí)，系統(tǒng)的實(shí)際輸出和特征模型輸出是等價(jià)的，驗(yàn)證了特征建模的有效性。
　　2.推導(dǎo)了最小二乘迭代辨識(shí)算法，并對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn)，針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性變化的情況，增加了變遺忘因子項(xiàng)。通過仿真表明，采用改進(jìn)的算法具有較高的辨識(shí)精度。
　　3.針對(duì)特征模型，提出了基于性能指標(biāo)的最優(yōu)自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制器和基于完全跟蹤的一類簡單自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制器，并以機(jī)械臂和倒立擺系統(tǒng)為被控對(duì)象進(jìn)行仿真。通過仿