以幂次吸引的离散多周期重复控制

针对一类多周期干扰的抑制问题,提出一种基于幂次吸引律的离散多周期重复控制方法.多周期干扰由多个周期已知的周期干扰叠加而成.根据周期干扰的对称特性,构造出具有干扰抑制项的幂次吸引律,据此设计出子重复控制器,并以并联方式组合成多周期重复控制器,在消除多周期干扰的同时,有效地抑制慢时变非周期干扰带来的影响,改善控制品质;推导出幂次绝对吸引层和稳态误差带的具体表达式,用于刻画系统跟踪性能.仿真结果验证了所提控制方法的有效性.     

采用干扰差分补偿的无切换吸引离散时间控制方法

提出一种基于无切换吸引律的离散控制器设计方法,将干扰差分补偿措施嵌入吸引律中构建理想误差动态,依据理想误差动态推导离散时间控制器.所提控制方案既回避了抖振,也能够有效抑制干扰.给出稳态误差带、绝对吸引层、单调减区间和跟踪误差首次进入稳态误差带的最多步数的具体表达式,用以刻画系统跟踪误差瞬态、稳态性能,并指导控制器参数整定.数值仿真与实验结果验证了所提出方法的有效性.     

带扰动补偿的无抖振离散重复控制器设计

针对周期离散系统的跟踪控制问题,提出一种有限时间单调收敛的无抖振吸引律,讨论扰动补偿措施并将其嵌入吸引律形成理想误差动态用于设计离散重复控制器.通过分析补偿误差上界说明扰动补偿措施能抑制重复控制未能消除的扰动,通过推导控制器稳态误差带说明吸引律的收敛性可使系统具有鲁棒稳定性.针对伺服电机系统的仿真与实验验证了设计工作的有效性.     

基于死区吸引律的离散重复控制

针对周期参考信号下的不确定离散时间系统,提出一种离散重复控制方法,利用死区函数设计新型的吸引律,将干扰补偿、抑制措施“嵌入”吸引律,构造理想误差动态,并基于此导出重复控制器。为了进行具体的控制器参数整定和表征闭环系统的误差动态行为,推导出了稳态误差带、单调减区域和绝对吸引层边界的表达式。所设计的离散重复控制器能够完全抑制周期对称干扰信号,控制器设计方法也适用于常值调节问题的定位控制。数值仿真及在电机伺服系统上的实验结果验证了所提出控制方法的有效性。     

基于干扰补偿趋近律的离散滑模多周期重复控制

针对离散时间系统的多周期干扰抑制问题,提出一种离散滑模多周期重复控制器设计方法.利用非线性幂次函数设计新型离散趋近律,将周期差分等效干扰以加权形式嵌入到趋近律中,构造带干扰补偿作用的离散趋近律,并据此设计离散滑模多周期重复控制器.为了进行控制器参数整定和表征闭环系统的收敛性能,推导准滑模域边界层的表达式.所提出控制方法既能够消除多周期干扰信号,也能够减小准滑模域边界层.数值仿真验证了所提出控制方法的有效性.     

基于约束输入变速吸引律的离散重复控制器设计

针对离散时间线性系统的周期跟踪问题, 提出一种能够约束控制输入变化速度的变速吸引律, 结合干扰抑制措施构造了理想误差动态, 并由此导出离散重复控制器. 分析表明, 该变速吸引律能使跟踪误差在有限时间内单调收敛至零, 且误差收敛速度可控. 为刻画误差动态行为, 推导了有界扰动下的误差单调收敛域、绝对值收敛域和稳态误差带, 并给出了收敛步数. 针对伺服电机系统的仿真与实验结果验证了所提出控制方案的有效性.

     

一种两相幂次吸引律离散时间控制方法

针对一类不确定离散时间系统,提出一种新型两相幂次吸引律.在吸引律设计中,通过将跟踪误差收敛过程划分为两个不同阶段,增加误差收敛幅度并提高误差收敛速度.构造离散形式的扩张状态观测器有效补偿系统干扰,基于观测值设计两相幂次形式的离散时间控制器,提高系统鲁棒性并减小稳态误差.此外,推导出跟踪误差绝对吸引层和稳态误差带的具体表...     

基于椭圆吸引律的离散重复控制

针对离散时间系统的周期轨迹跟踪问题,提出一种基于椭圆吸引律的离散重复控制方法.该方法能有效减小抖振,并通过扰动扩张状态观测技术对系统的未知扰动进行有效抑制,采用重复控制技术对系统中存在的周期扰动完全消除.为了刻画系统误差动态性能,推导出单调减区域、绝对吸引层、稳态误差带的表达式以及系统跟踪误差进入稳态误差带的最大步长.通过数值仿真与直线伺服电机实验,验证所提出控制方法的有效性.     

离散时间系统重复控制的理想误差动态方法

针对周期参考信号下的离散时间系统, 引入吸引律构造理想误差动态特性, 并基于理想误差动态设计重复控制器. 重复控制能够实现周期性扰动的完全抑制, 从而提高控制能.为了消除颤振现象, 以饱和函数替换重复控制器中的符号函数. 分别推导了理想误差动态方程的单调减区域、吸引层和稳态误差带的边界, 用于刻画误差动态行为, 并给出了数值仿真结果. 在逆变器装置上完成的实验进一步表明了所提出的重复控制方法的有效性.

     

智能车辆路径跟踪控制方法

为了提高智能车辆路径跟踪控制器的可靠性和控制精度,提出一种基于误差动力学模型的路径跟踪控制方法.基于车辆运动学模型和动力学模型建立系统误差动力学模型,并在此基础上推导出车辆路径跟踪控制的稳态控制律,利用李雅普诺夫稳定性理论验证稳态控制律的正确性.为了减小外部干扰对控制性能的影响,提高控制器的可靠性,进一步设计基于车辆侧向位移误差的瞬态控制律,并利用李雅普诺夫稳定性理论验证闭环系统的稳定性.稳态控制律和瞬态控制律构成了非线性的路径跟踪控制器.通过与车辆路径跟踪常用的线性控制器和非线性控制器对比验证所提出控制方法的有效性,线性控制器选用LQR控制器,非线性控制器选用Stanley控制器.仿真结果表明,与LQR控制器相比,所提出控制方法的路径跟踪控制精度、抗干扰性和可靠性更好.与Stanley控制器相比,所提出控制方法具有更好的路径跟踪控制精度和控制收敛速度,且在大曲率路径跟踪过程中具有更好的可靠性.     

重复学习控制及其在一类非线性系统中的应用

为跟踪或抑制仅周期已知的未知周期参考或扰动信号,提出一种新的重复学习控制方法,利用系统的稳态误差并通过迭代学习构造前馈补偿,实现了误差的渐近收敛,将所提出方法应用于一类常见的扰动信号和系统输出具有未知非线性关系的非线性系统,假设其满足连续里普希斯条件,利用重复学习控制器,系统的稳态误差可以减小到极低的程度,该方法控制精度高,实现简单,与传统的基于时延内模的重复控制方法相比,具有对非重复性干扰不敏感的优点,仿真结果验证了该方法的有效性。     

用于离散滑模重复控制的新型趋近律

针对不确定离散时间系统, 提出一种新型的离散趋近律, 构造理想切换动态, 并基于理想切换动态设计离散滑模重复控制器. 在消除系统颤振的同时, 完全抑制周期扰动带来的影响, 改善控制品质. 分别推导了切换函数的绝对收敛层、单调收敛层和拟滑模带的边界, 用于刻画在不同控制器参数下闭环系统的趋近过程和拟滑模运动. 数值仿真和在伺服装置上的实验结果证实了所提出控制方法的有效性.     

Robust disturbance rejection in modified repetitive control system

This study concerns disturbance rejection for a modified repetitive control system (MRCS) that contains a strictly proper plant with time-varying uncertainties. Since an MRCS is affected by both periodic and aperiodic disturbances, and since the disturbances are often unknown, an equivalent-input-disturbance (EID)-based estimator was added to an MRCS to yield an EID-based MRCS that compensates for all types of disturbances. In this system, the repetitive controller ensures tracking of a periodic reference input, and the incorporation of an EID estimate into the control input enables rejection of unknown periodic and aperiodic disturbances. A robust stability condition for the MRCS was established in the form of a linear matrix inequality, and the condition was used to design the parameters of the controller. This design method handles uncertainties and enables the preferential adjustment of the tracking and control performance of the MRCS. Simulation results demonstrate the validity of the method.     

Digital repetitive plug-in controller for odd-harmonic periodic references and disturbances

This work develops a digital repetitive plug-in controller for odd-harmonic discrete-time periodic references and disturbances. The controller presents a novel structure and it has a lower data memory occupation than the usual repetitive controllers because it takes advantage of the particular characteristics of the signals to track or attenuate. A sufficient criterion of stability, several hints for its practical application and an example are also included in the work.