一類時(shí)變系統(tǒng)的自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)辨識與控制.pdf

1、在實(shí)際工程應(yīng)用中，系統(tǒng)參數(shù)時(shí)變的現(xiàn)象十分普遍，廣泛存在于機(jī)器人控制、過程控制及航空航天等領(lǐng)域。對快時(shí)變系統(tǒng)的辨識與控制問題的研究是控制界關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。 本文針對一類在有限時(shí)間區(qū)間上可重復(fù)運(yùn)行的時(shí)變系統(tǒng)，研究了模型參考自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)辨識與控制的方法。針對帶時(shí)變有效負(fù)載機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，研究并設(shè)計(jì)了兩種帶時(shí)變負(fù)載機(jī)械臂的軌跡跟蹤自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制算法。主要內(nèi)容有： 1 將自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制方法與模型參考自適應(yīng)辨識相結(jié)

2、合，首次提出了線性時(shí)變系統(tǒng)的迭代學(xué)習(xí)辨識的概念。研究了一類在有限時(shí)間區(qū)間上具有可重復(fù)性的時(shí)變系統(tǒng)的辨識問題。通過引入沿迭代軸的學(xué)習(xí)，辨識系統(tǒng)的時(shí)變參數(shù)，克服了傳統(tǒng)時(shí)變系統(tǒng)自適應(yīng)辨識方法要求系統(tǒng)時(shí)變參數(shù)結(jié)構(gòu)已知或參數(shù)慢時(shí)變的限制。論文針對一類參數(shù)均時(shí)變的一階和高階線性系統(tǒng)，提出了參數(shù)沿迭代軸更新的模型參考自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)辨識算法。針對時(shí)變參數(shù)與定常參數(shù)并存的系統(tǒng)，提出了組合自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)辨識算法，加快了參數(shù)的收斂速度?；陬怢yapunov

3、 函數(shù)，證明了以上三種辨識算法中，參數(shù)估計(jì)有界且收斂，模型跟蹤誤差隨迭代次數(shù)趨于無窮，關(guān)于有限時(shí)間區(qū)間一致收斂到零。論文還研究了參數(shù)估計(jì)沿迭代軸逐點(diǎn)收斂到真值的條件。 2 針對慣性參數(shù)時(shí)變未知、高頻增益定常未知的一階和高階線性時(shí)變系統(tǒng)，提出了組合模型參考自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制算法。針對一階線性時(shí)變系統(tǒng)，慣性參數(shù)和高頻增益均時(shí)變的情況，提出了一種帶有增益變化率估計(jì)的模型參考自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制方法?；陬怢yapunov函數(shù)，證明了以

4、上三種算法可使模型跟蹤誤差隨迭代次數(shù)趨于無窮，關(guān)于有限時(shí)間區(qū)間一致收斂到零。 3 推導(dǎo)了帶時(shí)變負(fù)載機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型，揭示了負(fù)載時(shí)變對系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的影響。針對時(shí)變負(fù)載機(jī)械臂的高性能軌跡跟蹤控制問題，提出了變負(fù)載機(jī)械臂的參數(shù)自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制算法。針對未知參數(shù)部分定常、部分時(shí)變的情況，提出了變負(fù)載機(jī)械臂的組合自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制算法?；陬怢yapunov 函數(shù)證明了當(dāng)?shù)螖?shù)趨于無窮時(shí)，系統(tǒng)跟蹤誤差關(guān)于有限時(shí)間區(qū)間一致收斂到零

5、。 4 針對省重點(diǎn)科技攻關(guān)課題“工業(yè)機(jī)器人的開發(fā)與應(yīng)用——搬運(yùn)機(jī)器人”，設(shè)計(jì)了該六自由度關(guān)節(jié)式機(jī)器人的伺服控制系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)調(diào)試，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 5 根據(jù)所研制的搬運(yùn)機(jī)器人在某澆注生產(chǎn)線上的應(yīng)用需求，研究了搬運(yùn)機(jī)器人帶時(shí)變負(fù)載時(shí)高速高性能軌跡跟蹤控制問題。建立了帶時(shí)變負(fù)載的搬運(yùn)機(jī)器人三耦合關(guān)節(jié)的簡化機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型。并將所提時(shí)變負(fù)載機(jī)械臂的自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制算法應(yīng)用于該系統(tǒng)，仿真驗(yàn)證了所提算法在澆注機(jī)器人中應(yīng)用的