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基于高阶内模的变参考轨迹鲁棒迭代学习控制
1
作者 郑俊豪 陶洪峰 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第7期2279-2284,共6页
针对一类带有非重复不确定参数的线性离散系统跟踪批次变化的参考轨迹问题,提出一种双环控制结构的鲁棒间接型迭代学习控制(ILC)算法。通过在内环部分设计比例-积分(PI)型反馈控制器保证闭环系统沿时间轴方向的稳定性,实现前几批次对参... 针对一类带有非重复不确定参数的线性离散系统跟踪批次变化的参考轨迹问题,提出一种双环控制结构的鲁棒间接型迭代学习控制(ILC)算法。通过在内环部分设计比例-积分(PI)型反馈控制器保证闭环系统沿时间轴方向的稳定性,实现前几批次对参考轨迹的快速跟踪。在外环部分,通过高阶内模(HOIM)描述参考轨迹变化规律,并设计一个基于内模原理的高阶比例(P)型ILC控制器提升系统在批次方向上对变参考轨迹的跟踪性能,实现对变化的参考轨迹精确跟踪。针对不确定性参数带来的扰动问题,设计一类性能指标函数,将系统模型在间接型ILC控制器作用下转换为等价的重复过程模型;基于重复过程模型稳定性理论,将保证系统具有沿批次鲁棒稳定的性能指标条件转换为线性矩阵不等式(LMI)。最后通过一类永磁电机的控制仿真验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 迭代学习控制 高阶内模 变参考轨迹 鲁棒控制 重复过程模型
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基于高阶内模迭代学习的关节机器人控制研究 被引量：1
2
作者 周秦源 胡贤哲 《机械传动》 北大核心 2024年第1期20-27,共8页
为了提升关节机器人在非严格重复条件下工作过程中的跟踪精度及响应速度,设计了三关节机器人模型,进行运动学及动力学分析来验证模型结构合理。针对关节机器人系统非重复性、非线性的特点,提出将高阶内模迭代学习控制算法应用于关节机... 为了提升关节机器人在非严格重复条件下工作过程中的跟踪精度及响应速度,设计了三关节机器人模型,进行运动学及动力学分析来验证模型结构合理。针对关节机器人系统非重复性、非线性的特点,提出将高阶内模迭代学习控制算法应用于关节机器人系统控制中,设计合理的学习增益及更高的内模阶数,从理论上严格证明其收敛性。设计了仿真对比实验及加入扰动后的轨迹跟踪实验,结果表明,高阶内模迭代学习算法收敛速度更快并且具有良好的控制效果。 展开更多
关键词 关节机器人 高阶内模 迭代学习控制 轨迹跟踪
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基于高阶内模的鲁棒自适应迭代学习控制 被引量：6
3
作者 刘保彬 周伟 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第5期770-776,共7页
针对一类带有非严格重复的未知参数的离散时间非线性系统跟踪迭代域变化的参考轨迹问题,考虑系统中存在未知时变控制增益和时变外部扰动的情况,提出了一种鲁棒自适应迭代学习控制算法。迭代域变化的未知参数由高阶内模产生。系统中还存... 针对一类带有非严格重复的未知参数的离散时间非线性系统跟踪迭代域变化的参考轨迹问题,考虑系统中存在未知时变控制增益和时变外部扰动的情况,提出了一种鲁棒自适应迭代学习控制算法。迭代域变化的未知参数由高阶内模产生。系统中还存在迭代域任意有界变化的状态初值问题。采用设计迭代轴观测器的方法,对产生未知参数的高阶内模的基函数进行估测。严格的理论推导证明了跟踪误差在有限时间区间上沿迭代轴的渐近收敛性。多个仿真实例表明了基于高阶内模的鲁棒自适应迭代学习算法的有效性。 展开更多
关键词 高阶内模 非严格重复性 自适应迭代学习控制 离散时间系统
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基于高阶内模的非线性离散系统迭代学习控制 被引量：3
4
作者 周伟 于淼 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期754-762,共9页
针对一类工作于重复条件下的一阶非正则离散时间非线性系统追踪迭代域非严格重复的参考轨迹问题,提出基于高阶内模(HOIM)的迭代学习控制方法.利用高阶内模,描述系统输出追踪参考轨迹的迭代域变化规律问题.在针对非线性系统的迭代学习控... 针对一类工作于重复条件下的一阶非正则离散时间非线性系统追踪迭代域非严格重复的参考轨迹问题,提出基于高阶内模(HOIM)的迭代学习控制方法.利用高阶内模,描述系统输出追踪参考轨迹的迭代域变化规律问题.在针对非线性系统的迭代学习控制律设计过程中,根据内模原理,将高阶内模与D型迭代学习控制律相结合,设计合适的学习增益.从理论上严格证明,在所提出的基于高阶内模的迭代学习控制律的作用下,系统跟踪误差的迭代域收敛性.对机械手离散时间模型的仿真结果表明了该迭代学习控制方法的有效性. 展开更多
关键词 高阶内模(HOIM) 迭代学习控制(ILC) 迭代变化 离散系统
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基于高阶内模的鲁棒迭代学习算法 被引量：3
5
作者 刘保彬 周伟 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第2期259-264,共6页
针对一阶非正则离散时间非线性系统追踪迭代域变化的参考轨迹问题,考虑系统中存在时变状态扰动和时变量测噪声的情况,提出了一种鲁棒迭代学习控制算法。迭代域变化的参考轨迹由高阶内模产生。该算法利用内模原理,先嵌入参考轨迹特征,然... 针对一阶非正则离散时间非线性系统追踪迭代域变化的参考轨迹问题,考虑系统中存在时变状态扰动和时变量测噪声的情况,提出了一种鲁棒迭代学习控制算法。迭代域变化的参考轨迹由高阶内模产生。该算法利用内模原理,先嵌入参考轨迹特征,然后针对时变扰动,用积分器剔除其影响。利用?范数,从理论上严格证明了系统跟踪误差的迭代域收敛性。对机械手模型的仿真结果表明了基于高阶内模的鲁棒迭代学习算法的有效性。 展开更多
关键词 高阶内模 迭代学习控制 离散时间系统 迭代变化 积分器
原文传递
一种基于高阶内模的新型自适应迭代学习算法 被引量：3
6
作者 张国山 李思祺 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期480-488,共9页
本文针对一类含多个时间迭代变化参数控制方向未知的非线性离散时间系统的输出跟踪问题,提出了一种基于高阶内模的新型自适应迭代学习算法.假设多个时间迭代变化参数由不同的高阶内模所生成,本文所提出的算法借鉴了模型预测控制的思想,... 本文针对一类含多个时间迭代变化参数控制方向未知的非线性离散时间系统的输出跟踪问题,提出了一种基于高阶内模的新型自适应迭代学习算法.假设多个时间迭代变化参数由不同的高阶内模所生成,本文所提出的算法借鉴了模型预测控制的思想,通过构建预测输入,将获得的当次迭代预测跟踪误差作为先验知识,应用到系统输入的控制律的设计中,从而在预测跟踪误差的基础上进一步缩小系统的跟踪误差.相较于基于高阶内模的传统迭代学习算法,大幅度缩减了系统的输出跟踪误差,明显地提高了跟踪精度.此外,由于预测跟踪误差作为先验知识参与了系统输入控制律的设计,该方法对于系统扰动和输出噪声具有较强的鲁棒性.通过Lyapunov稳定性理论,证明了该方法下系统跟踪误差的收敛性和所提算法的优越性.通过两组仿真算例,考虑在控制方向已知和未知两种情况下,和两种基于高阶内模的已有迭代学习算法进行了对比,验证了理论结果. 展开更多
关键词 自适应迭代学习控制 高阶内模 非线性离散时间系统 时间迭代变化参数
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线性系统高阶内模迭代学习控制研究
7
作者 李越峰 柳春平 《绍兴文理学院学报》 2012年第8期21-25,共5页
针对迭代域变化的参考跟踪轨迹问题,提出了高阶内模迭代学习控制方法.通过将高阶内模引入到迭代学习控制中,形成新的迭代学习控制算法.设计了合适的学习增益,满足连续线性时变系统的收敛条件,并证明了控制算法的有效性.
关键词 线性系统 迭代学习控制 高阶内模方法
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2-D系统H∞输出反馈迭代学习控制器设计 被引量：2
8
作者 刘丛志 王铃燕 +2 位作者 刘伟群 马卢平 任冰禹 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2016年第A02期112-115,142,共5页
针对2-D线性离散系统设计迭代学习控制器。首先,给出描述参考轨迹、初始状态、外界干扰等迭代变化参数的高阶内模。然后,聚合这些高阶内模得到增广的高阶内模并构造一种新的迭代学习控制器。针对非零边界条件和干扰的2-D Roesser模型,利... 针对2-D线性离散系统设计迭代学习控制器。首先,给出描述参考轨迹、初始状态、外界干扰等迭代变化参数的高阶内模。然后,聚合这些高阶内模得到增广的高阶内模并构造一种新的迭代学习控制器。针对非零边界条件和干扰的2-D Roesser模型,利用2-D分析方法提出其渐近稳定性。建立了适用于零边界条件和非零边界条件的迭代学习控制律设计准则以实现完美跟踪和2-D H∞性能,并提出了基于高阶内模的H∞输出反馈迭代学习控制器。针对控制器的求解问题,提出了两种不同的解法。最后,对一个初始温度、外界干扰迭代变化的化学反应过程的数值计算,表明了所提出的2-D控制器设计方法的有效性。 展开更多
关键词 线性离散系统 迭代学习控制 高阶内模 迭代变化 2-D H∞性能
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一类复杂非线性系统的迭代学习控制算法 被引量：5
9
作者 周伟 刘保彬 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第5期877-884,共8页
针对一类可重复运行的复杂非线性系统,考虑系统中未知变量的变化模式为时域-迭代域变化并满足高阶内模规律,设计一种复杂非线性系统迭代学习控制算法。当系统中还存在非严格重复规律未知的初态定位和跟踪参考轨迹时,充分利用实际系统中... 针对一类可重复运行的复杂非线性系统,考虑系统中未知变量的变化模式为时域-迭代域变化并满足高阶内模规律,设计一种复杂非线性系统迭代学习控制算法。当系统中还存在非严格重复规律未知的初态定位和跟踪参考轨迹时,充分利用实际系统中未知变量的已知边界条件和高阶内模规律,将最小二乘法与已知边界条件结合,解决系统中的多种非严格重复问题。研究结果表明,在系统同时具有未知控制增益和扰动的情况下,所设计的控制律能保证跟踪误差的渐近收敛,以及控制输入、状态变量和参数估计矩阵的有界性。多个仿真实例进一步验证了所设计算法的有效性。 展开更多
关键词 复杂非线性系统 高阶内模 迭代学习控制 非严格重复问题 离散时间系统
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基于功能性电刺激的腕关节震颤抑制自适应重复控制研究
10
作者 张赞 刘艳红 +2 位作者 楚冰 霍本岩 OWENS David Howard 《生物医学工程学杂志》 EI CAS 北大核心 2023年第4期663-675,共13页
震颤是肢体一种非自主和重复性的摆动动作,在基于功能性电刺激(FES)的震颤抑制系统中可将其视为周期性扰动信号。因此,利用重复控制器调节施加在相应肌肉上的FES强度和时间,从而产生与震颤运动反相的肌肉力矩,是震颤抑制的一种可行手段... 震颤是肢体一种非自主和重复性的摆动动作,在基于功能性电刺激(FES)的震颤抑制系统中可将其视为周期性扰动信号。因此,利用重复控制器调节施加在相应肌肉上的FES强度和时间,从而产生与震颤运动反相的肌肉力矩,是震颤抑制的一种可行手段。目前,大多数基于FES的重复控制系统都假设震颤是固定的单一频率信号,但实际上震颤可能是多频率信号,且震颤频率也会随时间变化。本文从频率角度对意向性震颤患者数据进行分析,提出了内模切换的自适应重复控制器来抑制不同频率的腕关节震颤。仿真和试验结果表明,所提出的并联多内模和串联高阶内模切换的自适应重复控制对多频率和单频率震颤信号可实现平均84.98%的抑制效果,比传统单内模重复控制器和基于滤波的反馈控制器在震颤抑制性能上均有明显提高。因此本文所提基于FES的自适应重复控制方法可以更为有效地解决意向性震颤患者腕部震颤问题,为患者后续运动功能障碍的康复提供有效的技术支撑。 展开更多
关键词 功能性电刺激 震颤抑制 串联高阶内模 并联多内模 自适应重复控制
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