离散时间系统的周期自适应控制及应用

摘要

论文将离散自适应控制的基本思想和分析手段引入到周期自适应控制中，针对一类含有周期时变参数不确定性的系统，给出了一种新的周期自适应控制算法；当系统的不确定性可参数线性化且参数不确定性具有已知周期时，在非线性离散SISO和MIMO系统中给出了周期自适应控制的投影算法；为了去除非线性必须满足线性增长条件这个限制，提出了基于数据加权的最小二乘算法；最后，在直线电机速度调节与控制中验证了所提出算法的有效性。论文的主要工作及其创新点可总结为如下三个部分。 第一、针对一类含有周期时变参数不确定性的系统，给出了一种新的周期自适应控制算法，该算法可以有效地处理时变参数不确定性以及控制误差。同时还对系统做了进一步的推广，给出了相应的带有时变参数不确定性的一般非线性SISO和MIMO系统的分析结果。其中，非线性系统本身不具有参数化结构的显式表达，并且输入增益矩阵同时是系统状态和时间变量的函数。MATLAB仿真结果验证了所提出算法的有效性。 第二、针对一类具有已知周期的带有时变参数不确定性的非线性离散时间系统，在系统非线性不满足线性增长的条件下，提出了基于数据加权的周期自适应控制方法，并将该算法推广到MIMO非线性离散时间系统中，从而更具有一般性。MATLAB仿真结果验证了所提出算法的有效性。 第三、利用直线电机系统的重复性和周期性，研究了周期自适应控制在直线电机速度调节中的应用，并给出了理论分析结果，实现了速度跟踪误差在整个周期上的渐进收敛。Matlab仿真结果验证了该算法的有效性。

目录

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声明

第一章 绪论

1.1离散时间系统的自适应控制

1.2周期自适应控制的提出及研究现状

1.3课题的提出及意义

1.4论文主要工作及组织结构

1.4.1论文主要工作

1.4.2论文结构安排

第二章基于投影算法的周期自适应控制

2.1仅含有一个未知参数的周期自适应控制

2.1.1问题描述

2.1.2控制器设计

2.1.3学习收敛性分析

2.2扩展到含有多个参数和时变输入增益的系统

2.3 SISO非线性离散时间系统

2.3.1问题描述与控制器设计

2.3.2学习收敛性分析

2.4 MIMO非线性离散时间系统

2.4.1问题描述与控制器设计

2.4.2学习收敛性分析

2.5仿真研究

2.6结论

第三章时变系统的基于数据加权的周期自适应学习辨识与控制

3.1基于最小二乘算法的周期自适应控制

3.1.1问题描述

3.1.2控制器设计

3.1.3学习收敛性分析

3.2.1问题描述

3.2.2控制器设计

3.2.3学习收敛性分析

3.3带有未知时变输入增益的非线性系统的周期自适应控制

3.3.1问题描述

3.3.2控制器设计

3.3.3学习收敛性分析

3.4仿真研究

3.5结论

第四章直线电机的周期自适应控制

4.1引言

4.2直线电机的模型转换及收敛性分析

4.2.1模型转换

4.2.2收敛性分析

4.3仿真研究

4.4结论

结论及展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文