一類非線性系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制的初始值問題.pdf

1、迭代學(xué)習(xí)控制來源于非線性系統(tǒng)的重復(fù)跟蹤控制，解決高速運(yùn)動(dòng)的工業(yè)機(jī)械手的控制問題，它利用系統(tǒng)先前的控制經(jīng)驗(yàn)和誤差來修正不理想的控制信號(hào)，產(chǎn)生新的控制信號(hào)，使系統(tǒng)跟蹤性能得到提高，因此對(duì)于常規(guī)算法難以解決的非線性問題有顯著的能力。而且迭代學(xué)習(xí)控制算法簡(jiǎn)單，能以簡(jiǎn)單的迭代達(dá)到在線尋優(yōu)的目的，因此應(yīng)用前景廣闊。 在每次迭代過程中，都要對(duì)初始條件進(jìn)行定位操作，Heinzinger指出，若迭代初態(tài)不在期望初態(tài)上，會(huì)影響系統(tǒng)跟蹤精度，甚至使系

2、統(tǒng)發(fā)散。而在實(shí)際情況中，大部分情況下都不能使每次迭代的初態(tài)在期望初態(tài)上，因此研究迭代學(xué)習(xí)控制的初始值問題有很大的實(shí)際意義。迭代學(xué)習(xí)控制對(duì)非線性系統(tǒng)有較好的效果，因此本論文的研究對(duì)象主要為一類非線性系統(tǒng)。 本論文首先對(duì)迭代學(xué)習(xí)控制進(jìn)行了介紹，包括原理、研究方向和國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況等，對(duì)初值問題進(jìn)行了初步介紹。 對(duì)初始值問題的研究主要分為三種情況，即：固定初始值問題、任意初始值問題和初始值未知問題。對(duì)每種情況提出了相應(yīng)的學(xué)習(xí)律并

3、給出了收斂性證明，并通過仿真對(duì)算法進(jìn)行驗(yàn)證。證明基于范數(shù)理論，利用Bellman-Gronwall定理，對(duì)收斂性進(jìn)行證明。 固定初始值問題的研究分為無偏差和固定偏差兩種情況，對(duì)于前者屬于理想情況，即，迭代初態(tài)和期望初態(tài)一致，后者是迭代初態(tài)和期望初態(tài)存在一個(gè)固定的偏差。對(duì)于后者，算法中將初態(tài)誤差引入進(jìn)來從而可以使系統(tǒng)輸出可以完全跟蹤期望輸出。 任意初始值問題也是目前研究的最多的問題，在對(duì)任意初始值問題的研究中，本論文將狀態(tài)

4、誤差引入到算法中，這樣充分利用了系統(tǒng)的信息，而對(duì)于其他的初始值問題算法中用的都是輸出誤差，這也是本論文的一個(gè)創(chuàng)新之處。并且通過證明和仿真驗(yàn)證得到了較好的效果。 初始值未知問題有著良好的應(yīng)用前景，在很多情況下，系統(tǒng)如同一個(gè)暗箱，大部分的信息無法得到，每次迭代初值也未知，因此該算法為解決迭代初值未知的問題提供了一種途徑。 然后論述了迭代學(xué)習(xí)控制在工業(yè)機(jī)械手上的應(yīng)用，說明了迭代學(xué)習(xí)控制對(duì)解決工業(yè)機(jī)械手這樣強(qiáng)耦合、高度非線性的系