对线性系统状态转移矩阵的讨论 - 下载

对 线 性 系 统 状 态 转 移 矩 阵 的 讨 论作 者 :张 正 强 , 张 立 华 , 王 化 建 , Zhang Zhengqiang, Zhang Lihua, Wang Huajian作 者 单 位 : 曲 阜 师 范 大 学 电 气 信 息 与 自 动 化 学 院 , 山 东 , 日 照 ,276826刊 名 :自 动 化 仪 表英 文 刊 名 :PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION年 , 卷 ( 期 ): 2009,30(9)引 用 次 数 :0 次参 考 文 献 (8 条 )1. 王 高 雄 . 周 之 铭 . 朱 思 铭 常 微 分 方 程 19832. 郑 大 钟 线 性 系 统 理 论 20023. 刘 豹 . 唐 万 生 现 代 控 制 理 论 20054. 施 颂 椒 . 陈 学 中 . 杜 秀 华 现 代 控 制 理 论 基 础 20075. 王 孝 武 现 代 控 制 理 论 基 础 20066. 白 素 英 eAt 四 种 计 算 方 法 的 比 较 2008(2)7. 徐 进 常 系 数 齐 次 线 性 微 分 方 程 组 基 解 矩 阵 的 求 解 2005(4)8. 黄 承 绪 矩 阵 指 数 函 数 的 一 些 性 质 2001(2)相 似 文 献 (10 条 )1. 学 位 论 文 邓 学 辉 复 杂 系 统 的 脉 冲 控 制 研 究 2007现 代 控 制 理 论 对 于 线 性 系 统 的 分 析 和 综 合 由 于 它 的 相 对 可 解 性 , 已 经 获 得 了 相 对 完 善 的 理 论 结 果 。 但 是 , 对 于 更 接 近 实 际 系 统 的 时 滞 的 、 含 不 确 定项 的 、 带 扰 动 的 线 性 系 统 或 简 单 非 线 性 系 统 的 研 究 并 没 有 完 美 的 结 果 , 自 然 成 了 学 者 们 的 研 究 热 点 。 学 者 们 通 过 各 种 控 制 方 法 给 出 的 算 法 乃 至 基 于 各 种算 法 的 程 序 , 静 态 或 动 态 的 调 整 系 统 模 型 的 参 数 , 从 而 使 综 合 后 的 系 统 模 型 趋 于 优 化 。 其 中 , 最 近 提 出 的 脉 冲 控 制 方 法 是 一 种 直 观 的 、 易 于 实 现 的 控 制方 法 。 本 文 对 几 类 时 滞 线 性 系 统 模 型 或 简 单 的 带 扰 动 的 、 含 不 确 定 项 的 非 线 性 系 统 模 型 做 了 探 讨 ; 对 一 类 混 沌 系 统 做 了 尝 试 性 理 论 研 究 。 主 要 概 括 为 以下 几 方 面 的 研 究 工 作 :1. 分 析 探 讨 了 一 类 变 系 数 时 滞 系 统 的 脉 冲 镇 定 问 题 。 获 得 了 可 脉 冲 指 数 镇 定 和 可 周 期 性 脉 冲 指 数 镇 定 的 充 分 条 件 , 给 出 了一 类 脉 冲 控 制 函 数 的 具 体 表 达 式 以 及 确 定 相 应 参 数 范 围 的 方 法 和 相 应 实 例 分 析 。2. 讨 论 了 一 类 变 系 数 时 滞 线 性 系 统 的 脉 冲 控 制 问 题 。 采 用 了 一 个改 进 的 脉 冲 时 滞 线 性 系 统 模 型 。 解 决 了 脉 冲 作 用 以 后 的 状 态 向 量 的 单 侧 连 续 问 题 , 突 破 了 传 统 方 法 处 理 此 类 问 题 时 , 单 侧 连 续 的 假 设 模 式 , 并 给 出 了 相应 实 例 分 析 , 得 出 了 此 类 线 性 时 变 系 统 可 脉 冲 控 制 的 较 一 般 结 论 。冲 系 统 模 型 。 得 出 了 一 类 扰 动 时 滞 系 统 的 可 脉 冲 控 制 的 弱 保 守 条 件 , 给 出 了 相 应 的 实 例 分 析 。3. 分 析 探 讨 了 一 类 扰 动 时 滞 系 统 的 脉 冲 控 制 问 题 。 构 造 了 一 种 新 形 式 的 时 滞 脉4. 探 讨 了 一 类 扰 动 时 滞 不 确 定 系 统 的 脉 冲 控 制 问 题。 得 到 了 判 定 此 类 不 确 定 系 统 可 脉 冲 控 制 的 充 分 条 件 和 求 脉 冲 控 制 函 数 列 的 具 体 方 法 和 表 达 式 , 并 给 出 了 相 应 的 实 例 分 析 。 5. 探 讨 了 脉 冲 干 扰 在复 杂 混 沌 系 统 中 的 应 用 问 题 。 文 中 讨 论 了 一 类 可 以 包 括 Lorenz 系 统 ,Lu 系 统 和 Chen 系 统 的 复 杂 非 线 性 系 统 的 脉 冲 控 制 问 题 。 通 过 合 理 构 造 一 种 类 似 针 灸刺 激 的 脉 冲 控 制 函 数 列 , 得 出 了 此 类 复 杂 系 统 可 以 脉 冲 控 制 的 结 论 。 做 出 了 LorenZ 系 统 可 以 脉 冲 控 制 的 算 例 仿 真 , 说 明 了 结 论 的 有 效 性 。2. 学 位 论 文 聂 琦 INS/GPS 组 合 对 准 技 术 研 究 2006INS/GPS 组 合 导 航 系 统 中 初 始 对 准 一 般 是 在 动 基 座 条 件 下 进 行 。 动 基 座 初 始 对 准 一 般 采 用 传 递 对 准 的 方 式 进 行 初 始 化 , 如 果 充 分 利 用 组 合 系 统 的 信 息进 行 初 始 对 准 可 以 不 必 使 用 传 递 对 准 , 使 组 合 系 统 成 为 全 过 程 自 主 式 的 导 航 系 统 。 论 文 的 主 要 工 作 如 下 :INS/GPS 组 合 的 开 环 校 正 和 闭 环 校 正 的 两 种 模 式 下 的 误 差 模 型 进 行 仿 真 , 并 且 与 纯 惯 导 比 较 进 行 仿 真 分 析 。建 立 了 INS/GPS 系 统 的 数 学 模 型 , 对组 合 系 统 的 初 始 对 准 就 是 要 给 出 惯 导 解算 的 初 始 值 , 并 对 初 始 误 差 进 行 估 计 和 修 正 。 惯 导 系 统 的 误 差 模 型 , 在 误 差 比 较 小 时 , 可 以 看 作 是 一 个 线 性 时 变 系 统 。 根 据 现 代 控 制 理 论 , 如 果 系 统 是不 可 观 的 , 就 无 法 估 计 出 初 始 状 态 。 在 动 基 座 对 准 过 程 中 , 可 以 应 用 PWCS 可 观 测 性 分 析 理 论 和 方 法 对 惯 导 系 统 动 基 座 对 准 时 的 可 观 测 性 进 行 全 面 分 析 。对 于 组 合 系 统 的 误 差 模 型 , 采 用 速 度 误 差 作 为 观 测 量 , 通 过 线 运 动 和 角 运 动 在 一 定 条 件 下 都 能 提 高 系 统 的 可 观 测 性 。 因 此 , 系 统 在 进 行 初 始 对 准 时 , 载体 得 要 做 一 定 的 机 动 。器 实 现 了 INS/GPS 的 组 合 对 准 。在 实 现 INS 的 基 础 上 , 研 究 INS 和 GPS 组 合 的 初 始 对 准 方 法 , 建 立 组 合 导 航 系 统 的 状 态 方 程 及 速 度 观 测 方 程 , 应 用 卡 尔 曼 滤 波针 对 仿 真 软 件 的 INS/GPS 组 合 系 统 初 始 对 准 的 仿 真 模 型 , 在 不 同 条 件 下 对 组 合 系 统 的 初 始 对 准 仿 真 模 型 进 行 了 仿 真实 验 , 并 讨 论 了 各 自 对 应 的 仿 真 结 果 。 通 过 对 组 合 系 统 的 初 始 对 准 过 程 进 行 仿 真 , 验 证 卡 尔 曼 滤 波 器 估 计 姿 态 误 差 角 的 可 行 性 , 对 准 精 度 能 满 足 一 定 的要 求 。3. 学 位 论 文 谭 红 力 机 载 武 器 INS/GPS 组 合 导 航 系 统 动 基 座 初 始 对 准 方 法 研 究 2002机 载 武 器 采 用 INS/GPS 组 合 导 航 方 式 , 可 以 成 为 低 成 本 、 高 精 度 的 制 导 武 器 . 一 般 的 机 载 武 器 通 常 采 用 传 递 对 准 的 方 式 对 武 器 上 的 惯 导 系 统 进 行 初 始 化. 如 果 充 分 利 用 组 合 系 统 的 信 息 进 行 初 始 对 准 可 以 不 必 使 用 传 递 对 准 , 使 组 合 系 统 成 为 全 过 程 自 主 式 的 导 航 系 统 , 在 军 事 上 有 很 大 的 应 用 价 值 . 组 合 系 统 的初 始 对 准 就 是 要 给 出 惯 导 解 算 的 初 始 值 , 并 对 初 始 误 差 进 行 估 计 和 修 正 . 惯 导 系 统 的 误 差 模 型 , 在 误 差 比 较 小 时 , 可 以 看 作 是 一 个 线 性 时 变 系 统 . 根 据 现 代 控制 理 论 , 如 果 系 统 是 不 可 观 的 , 就 无 法 估 计 出 初 始 的 状 态 . 对 于 惯 导 系 统 的 误 差 模 型 , 如 果 有 速 度 误 差 观 测 , 只 有 在 有 水 平 过 载 的 情 况 下 , 方 位 角 误 差 的 可 观测 度 才 比 较 大 . 因 此 在 进 行 初 始 对 准 时 , 载 机 要 做 一 定 的 水 平 机 动 . 通 过 对 组 合 系 统 的 初 始 对 准 过 程 进 行 仿 真 , 验 证 了 最 小 二 乘 估 计 的 可 行 性 , 对 准 精 度 可 以达 到 0.2° 以 下 .4. 学 位 论 文 韩 光 信 鲁 棒 控 制 及 其 在 三 容 系 统 中 的 应 用 2002该 文 首 先 阐 述 了 鲁 棒 控 制 的 研 究 意 义 、 发 展 简 史 以 及 鲁 棒 控 制 研 究 的 基 本 问 题 . 由 于 三 容 系 统 是 该 文 鲁 棒 控 制 算 法 的 控 制 对 象 , 因 此 该 文 第 三 章 给 出了 三 容 实 验 设 备 的 物 理 描 述 、 数 学 建 模 、 控 制 问 题 及 相 关 要 求 . 如 果 不 考 虑 硬 约 束 , 不 确 定 线 性 时 变 系 统 的 鲁 棒 控 制 问 题 已 经 取 得 了 明 确 而 完 美 的 解 ( 例 如H 理 论 和 μ 方 法 ). 然 而 在 大 多 数 的 实 际 应 用 中 , 一 个 毫 无 疑 问 的 事 实 就 是 系 统 存 在 着 控 制 约 束 和 / 或 输 出 约 束 . 该 文 第 四 章 基 于 LMI 方 法 , 提 出 了 一 种 分离 RMS 增 益 控 制 方 法 , 随 后 给 出 了 理 论 证 明 , 最 后 以 三 容 系 统 的 抗 干 扰 问 题 为 例 给 出 了 模 型 描 述 和 控 制 系 统 仿 真 与 分 析 . 但 是 , 在 考 虑 了 约 束 条 件 ( 如 控 制 约束 ) 后 , 采 用 LMI 方 法 得 到 的 控 制 器 往 往 过 分 保 守 而 影 响 控 制 性 能 . 因 此 , 为 了 充 分 利 用 系 统 的 约 束 条 件 和 当 前 的 状 态 信 息 , 该 文 第 五 章 利 用 预 测 控 制 的 滚 动优 化 思 想 和 现 代 控 制 理 论 的 最 新 发 展 , 为 约 束 系 统 的 鲁 棒 优 化 控 制 提 出 了 行 之 有 效 的 计 算 机 控 制 方 法 . 最 后 以 三 容 系 统 的 抗 干 扰 问 题 为 例 给 出 了 仿 真 结 果 .5. 学 位 论 文 戴 斌 宏 挠 性 / 微 刚 性 机 器 人 操 作 手 振 动 的 神 经 网 络 PID 控 制 研 究 2000

该 论 文 在 吸 收 国 内 外 先 进 技 术 、 经 验 和 方 法 的 基 础 上 , 进 行 宏 挠 性 / 微 刚 性 操 作 手 系 统 折 动 力 学 建 模 和 振 动 控 制 研 究 . 挠 性 操 作 手 的 动 力 学 运 动 方 程 为一 非 常 复 杂 的 、 高 度 耦 合 的 、 非 线 性 时 变 微 分 方 程 , 该 方 程 的 建 立 和 求 解 非 常 困 难 , 而 且 在 实 时 控 制 里 将 耗 费 大 量 的 计 算 时 间 , 故 该 本 基 于 刚 性 化 假 设 , 来减 少 建 立 和 求 挠 性 操 作 手 动 力 学 运 动 方 程 的 难 度 , 挠 性 操 作 手 的 挠 性 变 形 引 起 的 误 差 , 通 过 一 激 光 测 量 系 统 测 得 , 并 通 过 操 作 手 控 制 算 法 实 现 补 偿 . 宏 挠 性/ 微 刚 性 操 作 手 系 统 分 为 两 个 部 分 : 宏 操 作 手 控 制 块 和 微 操 作 手 控 制 块 . 神 经 网 络 经 过 几 十 年 的 发 展 , 在 机 器 人 控 制 中 已 获 得 了 比 较 广 泛 的 应 用 . 神 经 网 络 所具 有 的 任 意 非 线 性 表 示 能 力 , 可 以 通 过 对 系 统 性 能 的 学 习 来 实 现 具 有 最 佳 组 合 的 PID 控 制 , 更 适 于 一 些 复 杂 的 、 耦 合 的 、 非 线 性 时 变 系 统 的 控 制 . 逆 动 力 学控 制 是 机 器 人 控 制 中 最 常 见 的 一 种 控 制 策 略 , 它 是 联 结 古 典 控 制 理 论 和 现 代 控 制 理 论 的 桥 梁 . 该 文 宏 操 作 手 采 用 神 经 网 络 PID 控 制 算 法 , 通 过 一 个 神 经 网 络调 整 块 适 当 调 整 PID 控 制 的 比 例 、 微 分 增 益 参 数 的 大 小 ; 微 操 作 手 采 用 逆 动 力 学 控 制 算 法 , 宏 操 作 手 的 挠 性 误 差 变 形 通 过 微 操 作 手 的 快 速 运 动 补 偿 . 该 控 制系 统 用 于 宏 / 微 操 作 手 的 振 动 控 制 , 仿 真 实 验 结 果 证 明 它 是 有 效 的 , 具 有 比 较 高 的 抑 振 效 果 .6. 期 刊 论 文 王 莉 . 王 庆 林 . 陈 虹 .WANG Li.WANG Qing-lin.CHEN Hong 状 态 空 间 表 达 下 控 制 系 统 的 稳 态 误 差 - 火 力 与指 挥 控 制 2009,34(6)经 典 控 制 理 论 对 系 统 稳 态 误 差 的 讨 论 从 传 递 函 数 入 手 , 重 点 是 对 系 统 开 环 传 递 函 数 的 研 究 , 当 系 统 的 输 入 是 任 意 函 数 时 , 引 入 动 态 误 差 系 数 方 法 来 研 究稳 态 误 差 , 但 是 当 输 入 具 有 高 阶 导 数 时 , 动 态 误 差 系 数 将 很 难 得 到 . 现 代 控 制 理 论 中 的 状 态 空 间 表 达 下 求 系 统 的 稳 态 误 差 很 好 地 解 决 了 这 个 问 题 . 利 用 矩 阵之 间 的 运 算 来 表 示 动 态 误 差 系 数 , 并 且 可 以 得 到 任 意 输 入 下 的 稳 态 误 差 值 , 在 线 性 定 常 系 统 下 的 推 导 结 果 还 可 以 适 用 于 线 性 时 变 系 统 , 具 有 一 定 的 普 遍 性 .7. 学 位 论 文 刘 健 发 射 车 控 制 系 统 模 型 参 考 自 适 应 控 制 研 究 2007常 规 反 馈 控 制 系 统 对 于 系 统 内 部 特 性 的 变 化 和 外 部 扰 动 的 影 响 都 具 有 一 定 的 抑 制 能 力 , 但 是 常 规 反 馈 系 统 不 具 备 自 适 应 能 力 。 因 此 , 当 系 统 内 部 特性 或 外 部 扰 动 的 变 化 很 大 时 , 系 统 的 性 能 指 标 不 仅 不 可 能 保 持 最 优 , 而 且 常 常 要 大 幅 度 下 降 , 甚 至 会 引 起 系 统 的 不 稳 定 。 由 此 可 见 , 对 于 对 象 特 性 或 扰动 特 性 变 化 范 围 很 大 , 同 时 又 要 经 常 保 持 高 性 能 指 标 的 一 类 控 制 系 统 采 用 自 适 应 控 制 方 法 是 很 有 效 的 。 已 经 成 为 人 们 关 注 的 焦 点 。未 来 几 十 年 内, 推 动 航 天 技 术 的 快 速 发 展 在 我 国 占 有 十 分 重 要 的 地 位 。 航 天 技 术 的 发 展 将 有 力 地 提 升 我 国 相 关 产 业 链 的 技 术 水 平 ; 而 在 航 天 技 术 领 域 , 先 进 控 制 技 术因 其 对 发 射 车 市 场 竞 争 力 , 提 高 适 应 环 境 能 力 方 面 有 着 不 可 忽 视 的 影 响 , 这 就 对 某 多 管 火 箭 发 射 车 的 控 制 系 统 提 出 了 更 高 的 要 求 。由 于 计 算 机 和自 动 控 制 技 术 的 不 断 发 展 以 及 现 代 战 争 的 不 断 变 化 , 极 大 地 推 动 着 火 箭 发 射 车 控 制 系 统 的 迅 速 发 展 , 从 而 出 现 了 新 的 火 箭 发 射 车 控 制 系 统 , 已 成 为 满 足行 进 间 射 击 的 火 箭 发 射 车 战 技 要 求 和 提 高 火 箭 发 射 车 战 斗 性 能 的 有 效 手 段 。 本 文 仅 就 自 适 应 控 制 技 术 在 某 多 管 火 箭 发 射 车 控 制 系 统 中 的 地 位 与 作 用 、 所需 解 决 的 技 术 难 题 以 及 发 展 趋 势 作 一 阐 述 。针 对 某 多 管 火 箭 发 射 车 控 制 系 统 现 状 , 从 某 多 管 无 控 火 箭 发 射 车 控 制 系 统 的 组 成 及 特 点 出 发 , 在 工 作点 附 近 的 线 性 化 建 立 数 学 模 型 , 通 过 对 数 学 模 型 的 分 析 研 究 , 结 合 国 内 外 先 进 控 制 理 论 和 技 术 , 提 出 以 模 型 参 考 自 适 应 控 制 方 法 来 研 究 这 种 典 型 的 非 线性 时 变 系 统 , 基 于 李 雅 普 诺 夫 稳 定 理 论 和 波 波 夫 超 稳 定 理 论 设 计 全 局 稳 定 的 模 型 参 考 自 适 应 系 统 , 利 用 可 调 系 统 增 益 参 数 、 信 号 综 合 自 适 应 、 超 稳 定 理论 设 计 方 法 等 建 立 不 同 的 控 制 律 , 并 分 析 研 究 这 几 种 方 法 的 特 点 。 制 定 适 应 于 某 多 管 火 箭 发 射 车 控 制 系 统 的 控 制 方 法 等 方 面 进 行 研 究 。 针 对 计 算 机 应 用, 带 来 数 字 化 离 散 过 程 中 出 现 的 非 最 小 相 位 问 题 , 提 出 产 生 的 原 因 , 加 以 改 进 措 施 。 以 提 高 自 研 型 号 某 多 管 火 箭 发 射 车 的 适 应 能 力 和 市 场 竞 争 力 和 使 某多 管 火 箭 发 射 车 实 现 现 代 化 战 争 的 各 种 复 杂 条 件 的 需 要 。本 文 通 过 对 模 型 参 考 自 适 应 控 制 在 火 箭 发 射 车 控 制 系 统 上 的 研 究 分 析 , 为 火 箭 发 射 车 控制 成 功 运 用 现 代 控 制 理 论 , 为 系 统 性 能 的 改 进 和 提 高 奠 定 基 础 , 而 且 对 提 高 火 箭 发 射 车 在 多 种 复 杂 的 战 争 环 境 中 的 发 射 适 应 能 力 , 提 出 一 种 可 行 的 思 路。8. 学 位 论 文 冯 增 健 开 闭 环 PD 型 迭 代 学 习 控 制 及 其 收 敛 性 研 究 2005众 所 周 知 , 非 线 性 时 变 系 统 极 为 难 于 控 制 , 即 使 利 用 现 代 控 制 理 论 也 难 以 设 计 适 当 的 控 制 器 . 但 对 于 重 复 跟 踪 相 同 轨 迹 的 系 统 , 例 如 机 械 手 的 操 作 , 磁 盘驱 动 系 统 等 , 迭 代 学 习 控 制 (ILC) 是 控 制 这 一 类 系 统 简 单 而 有 效 的 方 法 . 迭 代 学 习 控 制 针 对 具 有 重 复 运 行 性 质 的 被 控 对 象 , 利 用 对 象 以 前 运 行 的 信 息 , 通 过 迭代 的 方 式 修 正 控 制 信 号 , 实 现 在 有 限 时 间 区 间 上 的 完 全 跟 踪 任 务 . 正 因 为 其 简 单 而 有 效 , 近 年 来 受 到 不 少 研 究 人 员 的 关 注 , 研 究 内 容 包 括 学 习 律 的 构 成 、 收敛 性 、 鲁 棒 性 、 初 值 及 学 习 速 度 等 问 题 . 本 文 着 重 分 析 了 迭 代 学 习 控 制 的 收 敛 性 . 文 中 首 先 介 绍 了 迭 代 学 习 控 制 的 一 些 基 本 知 识 , 包 括 提 出 的 历 史 , 数 学 描述 以 及 一 些 常 用 迭 代 学 习 控 制 律 . 其 次 分 别 讨 论 了 开 环 、 闭 环 和 开 闭 环 迭 代 学 习 律 的 收 敛 性 , 并 给 出 各 种 不 同 迭 代 学 习 律 的 仿 真 实 例 加 以 对 比 ; 作 者 还 特 别给 出 了 一 类 非 线 性 系 统 的 开 闭 环 PD 型 迭 代 学 习 律 收 敛 的 充 分 条 件 , 并 使 用 线 性 算 子 理 论 加 以 证 明 . 最 后 讨 论 了 研 究 中 存 在 的 一 些 问 题 和 发 展 方 向 .9. 学 位 论 文 杨 唐 文 挠 性 宏 — 微 操 作 手 系 统 模 糊 动 态 控 制 研 究 1998该 论 文 在 吸 收 国 内 外 先 进 技 术 、 经 验 和 方 法 的 基 础 上 , 进 行 宏 挠 性 / 微 刚 性 操 作 手 系 统 的 动 力 学 建 模 和 轨 迹 跟 踪 控 制 研 究 . 挠 性 操 作 手 的 动 力 学 运 动 方程 为 一 非 常 复 杂 的 、 高 度 耦 合 的 、 非 线 性 时 变 微 分 方 程 , 该 方 程 的 建 立 和 求 解 非 常 困 难 , 而 且 在 实 时 控 制 里 将 耗 费 大 量 的 计 算 时 间 , 故 该 文 基 于 刚 性 化 假 设, 来 减 少 建 立 和 求 解 挠 性 操 作 手 动 力 学 运 动 方 程 的 难 度 , 挠 性 操 作 手 的 挠 性 变 形 引 起 的 误 差 , 通 过 一 激 光 测 量 系 统 测 得 , 并 通 过 操 作 手 控 制 算 法 实 现 补 偿 . 宏. 微 操 作 手 控 制 系 统 分 为 两 上 部 分 : 宏 操 作 手 控 制 块 和 微 操 作 手 控 制 块 . 模 糊 控 制 逻 辑 经 过 几 十 年 的 发 展 , 在 机 器 人 控 制 中 已 获 得 了 比 较 广 泛 的 应 用 . 模 糊 逻辑 由 于 其 具 有 专 家 智 能 , 减 少 了 对 控 制 对 象 数 学 模 型 的 依 赖 性 , 更 适 于 一 些 复 杂 的 、 耦 合 的 、 非 线 性 时 变 系 统 的 控 制 . 逆 动 力 学 控 制 是 机 器 人 控 制 中 最 常 见的 一 种 控 制 策 略 , 它 是 联 结 古 典 控 制 理 论 和 现 代 控 制 理 论 的 桥 梁 . 该 文 宏 操 作 手 采 用 模 糊 PD 控 制 算 法 , 通 过 一 模 糊 调 整 块 适 当 调 整 PD 控 制 的 比 例 、 微 分 增 益参 数 的 大 小 ; 微 操 作 手 采 用 逆 动 力 学 控 制 算 法 , 宏 操 作 手 的 挠 性 误 差 变 形 通 过 微 操 作 手 的 快 速 运 动 补 偿 . 该 控 制 系 统 用 于 宏 / 微 操 作 手 的 轨 迹 跟 踪 控 制 , 仿 真实 验 结 果 证 明 它 是 有 效 的 , 具 有 比 较 高 的 轨 迹 跟 踪 精 度 .10. 学 位 论 文 王 敏 两 连 杆 机 械 臂 迭 代 学 习 控 制 的 设 计 与 仿 真 研 究 2008非 线 性 系 统 的 控 制 问 题 一 直 是 控 制 领 域 中 的 热 点 以 及 难 点 问 题 。 众 所 周 知 , 非 线 性 时 变 系 统 极 为 难 于 控 制 , 即 使 利 用 现 代 控 制 理 论 也 难 以 设 计 适 当的 控 制 器 。 但 对 于 具 有 重 复 运 动 性 质 的 系 统 , 如 机 械 臂 的 操 作 , 迭 代 学 习 控 制 (ILC) 是 解 决 这 一 类 系 统 简 单 而 有 效 的 方 法 , 它 能 提 高 被 控 对 象 的 运 动 轨 迹在 有 限 时 间 区 间 上 沿 整 个 期 望 轨 迹 的 跟 踪 精 度 。本 文 针 对 两 连 杆 机 械 臂 这 一 非 线 性 模 型 , 分 别 对 D 型 、P 型 和 A 型 三 种 不 同 的 迭 代 学 习 控 制 方 法 设 计学 习 律 , 通 过 对 各 自 学 习 律 收 敛 条 件 的 分 析 , 选 择 合 适 的 学 习 增 益 , 完 成 控 制 器 的 设 计 。 并 在 此 基 础 上 , 对 三 种 学 习 控 制 算 法 的 收 敛 性 和 对 应 学 习 律 下系 统 的 鲁 棒 性 进 行 了 仿 真 分 析 。 旨 在 研 究 三 种 不 同 迭 代 学 习 控 制 算 法 的 性 能 及 其 在 两 连 杆 机 械 臂 系 统 中 的 应 用 。从 仿 真 结 果 中 可 以 看 出 ,D 型 迭 代学 习 控 制 和 A 型 数 据 采 样 迭 代 学 习 控 制 很 好 的 满 足 了 收 敛 性 和 跟 踪 精 度 的 要 求 , 且 收 敛 速 度 较 快 , 在 存 在 初 始 偏 差 、 动 态 扰 动 和 输 出 测 量 噪 声 的 情 况 下, 也 具 有 较 好 的 鲁 棒 性 , 进 而 验 证 了 其 算 法 的 有 效 性 。 与 这 两 种 迭 代 学 习 控 制 相 比 ,P 型 迭 代 学 习 控 制 的 收 敛 条 件 更 加 严 苛 , 收 敛 性 和 鲁 棒 性 较 差 , 而 且收 敛 速 度 比 以 上 两 种 控 制 方 法 要 慢 得 多 。考 虑 到 两 连 杆 机 械 臂 的 实 际 执 行 过 程 ,D 型 迭 代 学 习 控 制 并 不 能 达 到 仿 真 结 果 中 的 效 果 。 原 因 在 于 , 从 学习 律 的 构 成 来 看 ,D 型 学 习 律 利 用 的 是 前 一 次 输 出 误 差 信 号 的 导 数 信 号 来 构 造 学 习 律 , 因 此 很 容 易 引 入 噪 声 , 从 而 降 低 其 有 效 性 ; 而 P 型 和 A 型 迭 代 学 习 控制 在 学 习 律 的 构 造 上 不 存 在 求 导 的 问 题 , 能 有 效 抑 制 噪 声 。 但 A 型 迭 代 学 习 控 制 的 性 能 比 D 型 和 P 型 学 习 控 制 要 好 得 多 , 因 为 它 兼 备 了 D 型 学 习 控 制 的 超 前特 性 和 P 型 学 习 控 制 易 于 执 行 的 特 性 。本 文 链 接 :http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_zdhyb200909003.aspx下 载 时 间 :2010 年 3 月 15 日