非線性不確定系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制方法研究.pdf

1、迭代學(xué)習(xí)控制技術(shù)適用于有限區(qū)間上的重復(fù)運(yùn)行的作業(yè)對(duì)象.它在逐次迭代中不斷修正控制輸入或參數(shù)估值等被學(xué)習(xí)量，在足夠多次迭代后將在各次迭代中重復(fù)出現(xiàn)的確定性干擾予以完全補(bǔ)償，在整個(gè)作業(yè)區(qū)間上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)/輸出對(duì)期望軌跡的零誤差跟蹤.基于Lyapunov方法設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)是當(dāng)前學(xué)習(xí)控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一.為了拓寬迭代學(xué)習(xí)控制技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用范圍，本文主要開展六個(gè)方面的研究工作.
　　1.為解決常規(guī)算法中假設(shè)誤差初值為零與實(shí)際系統(tǒng)中誤

2、差初值非零之間的矛盾，研究迭代誤差初值非零情形下的學(xué)習(xí)控制算法.在給出修正參考信號(hào)構(gòu)造方案和期望誤差軌跡構(gòu)造方案的基礎(chǔ)上，分別提出參考信號(hào)初始修正和誤差跟蹤學(xué)習(xí)控制方法，用于解決參數(shù)不確定系統(tǒng)在系統(tǒng)狀態(tài)初值任意情形下的非一致軌跡跟蹤問題.對(duì)比上述兩種算法后，提出非參數(shù)不確定系統(tǒng)的誤差跟蹤學(xué)習(xí)控制算法.
　　2.為提高系統(tǒng)運(yùn)行過程中的可靠性與安全性，研究狀態(tài)約束學(xué)習(xí)控制算法.在構(gòu)造形式簡(jiǎn)單的障礙Lyapunov函數(shù)的基礎(chǔ)上，提出狀態(tài)

3、受限初始修正學(xué)習(xí)控制方法和狀態(tài)受限誤差跟蹤學(xué)習(xí)控制方法.在相應(yīng)的系統(tǒng)上實(shí)施上述兩種算法，閉環(huán)系統(tǒng)可在迭代誤差任意情形下，獲得部分作業(yè)區(qū)間零誤差跟蹤效果，并在整個(gè)作業(yè)區(qū)間上對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的幅值受限與預(yù)設(shè)的界內(nèi).
　　3.死區(qū)非線性在實(shí)際系統(tǒng)的執(zhí)行環(huán)節(jié)中大量存在.為了克服死區(qū)不確定性對(duì)控制性能的影響，構(gòu)造自適應(yīng)學(xué)習(xí)死區(qū)逆模型估計(jì)死區(qū)參數(shù)，達(dá)到補(bǔ)償死區(qū)不確定性之目的.針對(duì)輸入環(huán)節(jié)含死區(qū)的非參數(shù)不確定系統(tǒng)，提出自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制方法和誤差跟蹤

4、學(xué)習(xí)控制方法，分別解決系統(tǒng)誤差為零和非零情形下的跟蹤問題.在上述工作的基礎(chǔ)上，分析了誤差跟蹤學(xué)習(xí)控制中的狀態(tài)約束問題，給出含輸入死區(qū)系統(tǒng)狀態(tài)約束誤差跟蹤學(xué)習(xí)控制算法.
　　4.針對(duì)非線性不確定系統(tǒng)，提出準(zhǔn)最優(yōu)迭代學(xué)習(xí)控制和重復(fù)學(xué)習(xí)控制方法，解決參數(shù)與非參數(shù)不確定特性同時(shí)存在情形下的軌跡跟蹤問題.根據(jù)Sontag公式解決標(biāo)稱系統(tǒng)的優(yōu)化控制，并以魯棒學(xué)習(xí)手段處理參數(shù)與非參數(shù)不確定特性.為避免傳統(tǒng)Sontag公式在實(shí)現(xiàn)時(shí)可能存在的顫振問

5、題，利用光滑過渡函數(shù)對(duì)其進(jìn)行連續(xù)化.經(jīng)過足夠多次迭代或足夠多個(gè)周期的重復(fù)運(yùn)行后，閉環(huán)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)以預(yù)設(shè)精度跟蹤參考信號(hào).文中所提的優(yōu)化算法在實(shí)施時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)在收斂速度方面快于非優(yōu)化設(shè)計(jì).
　　5.研究參數(shù)不確定主-從型多智能體系統(tǒng)的一致性問題，提出適用于誤差初值任意情形的參數(shù)不確定多智能體系統(tǒng)誤差跟蹤學(xué)習(xí)控制算法.在此基礎(chǔ)上，為提高算法實(shí)施時(shí)控制系統(tǒng)的安全可靠性，給出參數(shù)不確定多智能體系統(tǒng)狀態(tài)受限誤差跟蹤學(xué)習(xí)控制設(shè)計(jì)方案

6、.
　　6.研究非參數(shù)不確定主-從型多智能體系統(tǒng)的一致性問題，考慮誤差初值為零、誤差初值任意，狀態(tài)初值對(duì)齊三種條件下的學(xué)習(xí)控制算法.給出適用于迭代誤差初值為零情形的非參數(shù)不確定多智能體系統(tǒng)迭代學(xué)習(xí)控制算法，適用于迭代狀態(tài)初值滿足對(duì)齊條件的非參數(shù)化不確定多智能體系統(tǒng)重復(fù)學(xué)習(xí)控制算法，和適用于迭代誤差初值任意情形的非參數(shù)不確定多智能體系統(tǒng)誤差跟蹤學(xué)習(xí)控制算法.在以上工作的基礎(chǔ)上，提出非參數(shù)不確定多智能體系統(tǒng)狀態(tài)受限學(xué)習(xí)控制方法和非參數(shù)