本論文針對實際控制過程中遇到的外部擾動、隨機測量噪聲、初始條件變化等問題,提出了一系列迭代學(xué)習(xí)觀測器和基于觀測器的數(shù)據(jù)驅(qū)動迭代學(xué)習(xí)控制方案,討論和分析了所提出方法的穩(wěn)定性,給出了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明與仿真驗證。論文的主要創(chuàng)新點總結(jié)如下:第一,在數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計和分析的框架下,針對具有非重復(fù)外部擾動的線性系統(tǒng),為了達到對擾動進行估計的目的,設(shè)計了兩種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的迭代學(xué)習(xí)擾動觀測器（ILADOB）,即,針對狀態(tài)可測系統(tǒng)的基于狀態(tài)的ILADOB和針對狀態(tài)不可測系統(tǒng)的基于輸出的ILADOB方法。所提出的兩種方法都是在有限時間間隔內(nèi)沿著迭代方向進行估計的,可以利用以前迭代操作中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)對擾動進行估計。所得結(jié)果進一步擴展到了非線性非仿射系統(tǒng)。理論分析和仿真結(jié)果都證明了兩種迭代學(xué)習(xí)擾動觀測器的有效性和適用性。第二,針對帶有非重復(fù)外部擾動的可重復(fù)非線性非仿射系統(tǒng),提出了基于擾動觀測器的數(shù)據(jù)驅(qū)動迭代學(xué)習(xí)控制方法,以提高控制器在非重復(fù)擾動影響下的控制效果。通過引入迭代學(xué)習(xí)擾動觀測器對外部擾動引起的系統(tǒng)總擾動進行估計,并作為補償用于迭代學(xué)習(xí)控制器中。從而,所提出的方法能夠有效的減少非重復(fù)擾動對系統(tǒng)的影響,提高系統(tǒng)... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)狀態(tài)的估計性能Figure2-1Theestimationperformanceofsystemstates

數(shù)據(jù)驅(qū)動的非線性系統(tǒng)擾動觀測器及自學(xué)習(xí)控制方法20圖2-2狀態(tài)估計誤差的收斂性Figure2-2Theconvergenceofstateestimationerror為了進行比較，應(yīng)用了針對非重復(fù)線性系統(tǒng)的傳統(tǒng)基于狀態(tài)擾動觀測器[30]，d(t)=Kx(t)z(t)(1)()((())()()()())nzt+=zt+KAtIxt+Btut+dt其中，A(t)和B(t)為系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，1diag{,...,}nK=KK，1,1,2,,iK<i=n。傳統(tǒng)基于狀態(tài)擾動觀測器與所提出方法的區(qū)別在于所提出的方法可以通過使用之前迭代的數(shù)據(jù)來增強對擾動的估計效果。選擇與所提出基于狀態(tài)的ILADOB相同的參數(shù)K=diag{0.9,0.7}。沿時間軸的狀態(tài)估計誤差的絕對值如圖2-3至2-4所示。圖2-3至2-4表示基于狀態(tài)的ILADOB與傳統(tǒng)DOB估計誤差的對比，x軸表示時間常數(shù)，黑色虛線表示傳統(tǒng)DOB的估計誤差，藍色“+”虛線、綠色“o”虛線、紫色“*”虛線、紅色“x”虛線分別表示基于狀態(tài)的ILADOB在第15、30、45、80次迭代的估計誤差。可以看出，傳統(tǒng)DOB在迭代過程中沒有學(xué)習(xí)能力，并且狀態(tài)估計誤差的分布在迭代過程之間保持不變。另外，所提出的基于狀態(tài)的ILADOB方法可以從以前的迭代中的I/O數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，并且狀態(tài)估計誤差會隨著迭代次數(shù)的增加而減少。當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)不可測時，使用基于輸出的ILADOB(2-8a)-(2-8e)。選擇參數(shù)1η=1，1μ=1，Γ=diag{0.1,0.3}，=V[11]，K=diag{0.9,0.7}，nM=I。系統(tǒng)輸出的估計性能和最大輸出估計誤差分別如圖2-5和2-6所示。

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文21圖2-3狀態(tài)估計誤差1xe的收斂性Figure2-3Theprofileofstateestimationerror1xe圖2-4狀態(tài)估計誤差2xe的收斂性Figure2-4Theprofileofstateestimationerror2xe圖2-5展示了在第4、10、30、80次迭代基于輸出的ILADOB的輸出估計曲線，x軸表示時間常數(shù)，黑色“+”實線和藍色“*”實線表示實際系統(tǒng)輸出，紅色“o”虛線和紫色“x”虛線表示系統(tǒng)輸出的估計，隨著迭代次數(shù)的增加，估計效果越來越好。圖2-6表示每次迭代最大估計誤差曲線，x軸表示迭代次數(shù)，可以看出，隨著迭代次數(shù)的增加，基于輸出的ILADOB的估計誤差越來越小，顯然，基于輸出

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Observer-based Iterative and Repetitive Learning Control for a Class of Nonlinear Systems[J]. Sheng Zhu,Xuejie Wang,Hong Liu.  IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2018(05)
[2]非線性時變系統(tǒng)開閉環(huán)P型迭代學(xué)習(xí)控制的收斂性[J]. 皮道映,孫優(yōu)賢.  自動化學(xué)報. 1999(03)
[3]非線性系統(tǒng)的PD型迭代學(xué)習(xí)控制[J]. 孫明軒,黃寶健,張學(xué)智.  自動化學(xué)報. 1998(05)



本文編號：2955169