優(yōu)化迭代學(xué)習(xí)控制算法及其收斂性分析.pdf

1、迭代學(xué)習(xí)控制從最初解決機(jī)器手運(yùn)動(dòng)的控制問題發(fā)展為解決很多具有周期特性的工程對象的控制問題，其利用實(shí)際輸出和期望輸出的偏差對當(dāng)前的控制輸入信號進(jìn)行學(xué)習(xí)修正的思想，越來越得到了控制工程領(lǐng)域的廣泛接受和高度重視。由于迭代學(xué)習(xí)控制方法所具有的不過分依賴模型的特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用中的良好效果，已經(jīng)成為了現(xiàn)代智能控制技術(shù)中的一種重要控制方法。
　　為解決傳統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化迭代學(xué)習(xí)控制算法只適用于正定模型的局限性，本文提出一種高階參數(shù)優(yōu)化迭代學(xué)習(xí)控制算法。

2、該算法利用多次迭代誤差的信息，建立參數(shù)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)得到最優(yōu)迭代學(xué)習(xí)律。在被控對象不滿足正定性的條件下，仍保證跟蹤誤差單調(diào)收斂于零。此外，還提出了基于奇異值分解的PID型參數(shù)優(yōu)化迭代學(xué)習(xí)控制算法，根據(jù)范數(shù)性能指標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù)，通過對系統(tǒng)模型矩陣的奇異值分解得到學(xué)習(xí)增益矩陣，使算法應(yīng)用于模型為非正定的系統(tǒng)時(shí)仍然保證閉環(huán)跟蹤誤差單調(diào)收斂至零。該算法還將PID型控制器引入到參數(shù)優(yōu)化迭代學(xué)習(xí)控制算法的設(shè)計(jì)中，提高了學(xué)習(xí)速度。
　　針對非線性

3、系統(tǒng)跟蹤控制問題，本文將擬Broyden法和參數(shù)優(yōu)化迭代學(xué)習(xí)控制方法結(jié)合，提出一種新的優(yōu)化迭代學(xué)習(xí)控制算法，利用擬Broyden法對系統(tǒng)的Jacobian矩陣進(jìn)行迭代近似計(jì)算，并通過目標(biāo)函數(shù)對學(xué)習(xí)增益進(jìn)行優(yōu)化。該算法不僅能夠簡化傳統(tǒng)牛頓法中求逆計(jì)算所帶來的復(fù)雜性，而且具有單調(diào)遞減的特性和全局收斂性。
　　針對一類特殊采樣點(diǎn)的軌跡終端跟蹤控制問題，本文提出了一種改進(jìn)的牛頓法迭代學(xué)習(xí)控制算法，該算法具有單調(diào)收斂的性能和較大的收斂范圍。

4、利用一個(gè)間歇反應(yīng)的生成物產(chǎn)量跟蹤實(shí)例對算法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　本文將迭代學(xué)習(xí)優(yōu)化控制方案應(yīng)用到一類具有擾動(dòng)和初始狀態(tài)誤差等不確定性的非線性離散系統(tǒng)中。從理論上證明了對于無擾動(dòng)情況，算法能夠保證系統(tǒng)跟蹤誤差以幾何速度一致收斂于零，系統(tǒng)控制輸入收斂到期望輸入軌跡;對于具有擾動(dòng)和初始狀態(tài)誤差的非線性離散系統(tǒng)，給出了該算法具有BIBO魯棒穩(wěn)定性的充分條件。
　　本文還給出了P型迭代學(xué)習(xí)控制在帶有擾動(dòng)的一般性非線性系統(tǒng)具有魯棒性