检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2021年第3期36卷 599-608页

作者：汪磊杨慧中陶洪峰江南大学教育部轻工过程先进控制重点实验室江苏无锡214122

针对不同相对度的离散线性重复过程,研究有限频域范围的动态迭代学习控制问题.对于零相对度和高相对度的控制对象,结合二维(2D)系统理论,分别设计有限频域的动态迭代学习控制器;然后,运用广义Kalman-Yakubovich-Popov (KYP)引理,以线性... 详细信息

针对不同相对度的离散线性重复过程,研究有限频域范围的动态迭代学习控制问题.对于零相对度和高相对度的控制对象,结合二维(2D)系统理论,分别设计有限频域的动态迭代学习控制器;然后,运用广义Kalman-Yakubovich-Popov (KYP)引理,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出控制器存在的充分条件以及控制器的增益矩阵;最后,在弹簧阻尼系统和桁架机器人模型的仿真中,与静态迭代学习控制算法进行比较,验证所提算法的优越性和可行性.

关键词：线性重复过程有限频率范围相对度动态迭代学习控制广义KYP引理

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线性重复过程的鲁棒控制与滤波研究

线性重复过程的鲁棒控制与滤波研究

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作者：齐迹大庆石油学院

学位级别：硕士

重复过程是具有较强的工程实际背景的2D线性系统,该过程的特性在于它是由一系列重复动作构成,每一个过程称为一个通道,而在每一个通道上具有一个动态,该动态运行的时间称为通道的长度,在每一个通道上产生一个输出,称为通道剖面向量。重... 详细信息

重复过程是具有较强的工程实际背景的2D线性系统,该过程的特性在于它是由一系列重复动作构成,每一个过程称为一个通道,而在每一个通道上具有一个动态,该动态运行的时间称为通道的长度,在每一个通道上产生一个输出,称为通道剖面向量。重复过程在煤矿开采,金属锻造以及迭代学习控制中已有重要的应用。随机因素在实际过程中是客观存在的,用确定性方法描述系统可能会丢失系统的某些特性,从而利用确定性系统理论的方法对某些系统进行分析时常会严重背离所期望的效果。因此,必须在系统中考虑随机因素的描述.另外,现实系统中普遍存在着时滞现象,常常是引起系统不稳定或产生不良性能的原因,时滞系统的稳定性分析和控制器综合是控制理论研究的一个重要课题。在实际的工业过程控制中,用于描述被控对象的数学模型和实际对象之间总是不可避免地存在着误差,这种误差往往可以看成是系统模型的一种不确定性。因此,研究重复过程并考虑随机因素、不确定性和时滞的影响具有重要的理论和实际意义。本论文在总结前人工作的基础上,基于Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式技术,围绕重复过程主要研究了五个问题: 1)连续线性重复过程的鲁棒H∞滤波,给出了连续线性重复过程的鲁棒H∞滤波器的设计方法,将滤波器的存在条件转化为线性矩阵不等式的可解性问题。解决了连续线性重复过程的鲁棒H∞滤波器的设计问题。 2)随机线性重复过程的鲁棒L2 - L∞滤波,将所得结果扩展到过程参数具有范数有界不确定性和凸多面体不确定性的情况。 3)离散线性重复过程的鲁棒l2 - l∞动态输出反馈控制,给出了离散线性重复过程的鲁棒稳定条件及l2-l∞性能准则,采用锥补线性化思想将l2 ?l∞动态输出反馈控制问题转化为受线性矩阵不等式约束的最小化问题。解决了离散线性重复过程的鲁棒l2 ?l∞动态输出反馈控制器的设计问题。 4)不确定随机时滞重复过程鲁棒H∞控制,解决了在随机因素和时滞存在情况下的重复过程鲁棒H∞控制器的设计问题。 5)对一个简单的实际金属锻造过程进行离散线性重复过程的建模以及输出反馈控制器的设计,使得该理论具有较强的实际应用背景。

关键词：线性重复过程鲁棒控制和滤波 Lyapunov函数线性矩阵不等式随机系统

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不同相对度的线性重复过程动态迭代学习控制

不同相对度的线性重复过程动态迭代学习控制

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第30届中国过程控制会议（CPCC2019）

作者：汪磊杨慧中陶洪峰轻工过程先进控制教育部重点实验室江南大学

针对不同相对度的离散线性重复过程,研究了相应的动态迭代学习控制器单调收敛问题。首先,结合2D系统理论,建立了迭代学习控制系统的2D离散Roesser模型。其次,运用线性重复过程的稳定性理论,分析了控制系统的单调收敛条件。进而在不同相... 详细信息

针对不同相对度的离散线性重复过程,研究了相应的动态迭代学习控制器单调收敛问题。首先,结合2D系统理论,建立了迭代学习控制系统的2D离散Roesser模型。其次,运用线性重复过程的稳定性理论,分析了控制系统的单调收敛条件。进而在不同相对度条件下,以线性矩阵不等式的形式给出了控制器存在的充分必要条件,保证了系统的动态性能。最后,在不同相对度情形下与静态控制器分别进行了比较,通过仿真验证了设计方案的有效性和可行性。

关键词：线性重复过程相对度动态迭代学习控制稳定性理论单调收敛线性矩阵不等式

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线性连续重复过程的能量-峰值(L_2-L_∞)滤波

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控制与决策 2008年第8期23卷 919-923页

作者：吴立刚胡跃明华南理工大学自动化科学与工程学院广州510641

连续线性重复过程是一种特殊的二维(2-D)系统,两个坐标轴上一个是连续的,另一个是离散的,且其中连续坐标轴是时间有限的.针对这类特殊二维系统的L2-L∞滤波问题.设计了适合于该类系统的一类滤波器,并给出了滤波误差系统沿通道稳定且满足... 详细信息

连续线性重复过程是一种特殊的二维(2-D)系统,两个坐标轴上一个是连续的,另一个是离散的,且其中连续坐标轴是时间有限的.针对这类特殊二维系统的L2-L∞滤波问题.设计了适合于该类系统的一类滤波器,并给出了滤波误差系统沿通道稳定且满足L2-L∞性能的充分条件,以及滤波器的求解条件.所得到的条件均为线性矩阵不等式的形式,便于计算求解.仿真实例证实了该设计方法的有效性.

关键词：线性重复过程滤波问题 L2-L∞性能沿通道稳定线性矩阵不等式

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线性连续重复过程的H_∞模型降阶

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控制与决策 2008年第10期23卷 1196-1200页

作者：吴立刚胡跃明华南理工大学自动化科学与工程学院广州510641

研究连续时间线性重复过程的H∞模型降阶问题,目的是设计一个低阶的重复过程来近似原高阶的重复过程,使得误差在H∞性能指标下达到最小.首先给出误差系统沿通道稳定且满足H∞性能指标的充分条件';然后采用投影定理来解决模型降阶问... 详细信息

研究连续时间线性重复过程的H∞模型降阶问题,目的是设计一个低阶的重复过程来近似原高阶的重复过程,使得误差在H∞性能指标下达到最小.首先给出误差系统沿通道稳定且满足H∞性能指标的充分条件';然后采用投影定理来解决模型降阶问题.得到的条件不完全是线性矩阵不等式的形式,采用锥补线性化算法进行计算求解.仿真实例证实了该设计方法的有效性.

关键词：线性重复过程模型降阶 H∞性能沿通道稳定线性矩阵不等式

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执行器故障重复过程的鲁棒迭代学习容错控制方法及应用

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控制与决策 2016年第5期31卷 823-828页

作者：陶洪峰邹伟杨慧中江南大学教育部轻工过程先进控制重点实验室江苏无锡214122

针对具有执行器故障和外界扰动的线性重复过程,给出一种鲁棒迭代学习容错控制策略.首先,基于二维(2D)系统理论,设计鲁棒迭代学习容错控制器,将迭代学习控制系统等效转化为2D模型;然后,利用线性矩阵不等式(LMI)技术,分析和优化控制系统... 详细信息

针对具有执行器故障和外界扰动的线性重复过程,给出一种鲁棒迭代学习容错控制策略.首先,基于二维(2D)系统理论,设计鲁棒迭代学习容错控制器,将迭代学习控制系统等效转化为2D模型;然后,利用线性矩阵不等式(LMI)技术,分析和优化控制系统在时间和迭代方向上的容错性能以及对干扰的抑制性能,同时给出系统满足这些性能的充分条件,并进一步通过求解LMI凸优化问题获得控制器参数;最后,通过对旋转控制系统的仿真结果验证了所提出算法的有效性.

关键词：执行器故障线性重复过程迭代学习容错控制二维模型线性矩阵不等式

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具有网络诱导复杂性的二维系统递推滤波问题研究

具有网络诱导复杂性的二维系统递推滤波问题研究

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作者：汪帆东南大学

学位级别：博士

二维系统的滤波问题是当今控制领域的研究热点之一,其主要目的是:基于获得的实际观测信息来设计滤波器,用以估计系统的不可测状态信号或还原被噪声干扰的真实信号。传统意义下的一维状态空间模型,其动力学行为仅沿一个方向(时间轴)变化... 详细信息

二维系统的滤波问题是当今控制领域的研究热点之一,其主要目的是:基于获得的实际观测信息来设计滤波器,用以估计系统的不可测状态信号或还原被噪声干扰的真实信号。传统意义下的一维状态空间模型,其动力学行为仅沿一个方向(时间轴)变化;与之不同的是二维系统在两个维度上具有相互独立的演化过程。该动力学特征使得二维系统在图像处理、地震数据检测分析、多变量网络实现、环境监测、化工过程等领域有着广泛的应用。然而,系统状态双向演化的本质特征也使得二维系统的性能分析与综合问题变得更为复杂和困难。另一方面,随着网络化系统的普及和信息技术的发展,广泛存在的网络诱导现象对系统控制和滤波理论提出了新的挑战。尽管在网络环境下关于一维系统递推滤波问题的研究已经取得了丰硕的成果,但是二维系统的递推滤波设计策略尚处于起步阶段。如何建立新的方法来解决网络诱导复杂性影响下二维系统的递推滤波问题?这是一个既有广阔应用前景又极具挑战性的研究课题。本论文旨在探讨网络诱导复杂性影响下几类二维系统的递推滤波问题。所研究的系统涵盖了时变Fornasini-Marchesini(F-M)模型、二维不确定系统、二维传感器网络以及线性重复过程。系统中所涉及的网络诱导复杂性主要包括:随机发生的非线性、信息丢失、测量衰减、随机变化的传感器时滞、信号量化、通信受限以及随机滤波器增益扰动等现象。本文提出了一些二维状态空间下的新概念和新方法,如二维二次滤波器、双指标时间序列、通信约束下二维系统的数据传输协议、二维比较原理、二维映射方法。在此基础上,我们探索了诸如二维系统的最小方差滤波、鲁棒Kalman滤波、弹性滤波、分布式递推滤波等问题,建立了二维系统递推滤波的理论框架。本文的研究内容主要包括以下几个方面:第二章研究了随机非线性和测量衰减影响下二维时变系统的最小方差滤波问题。其中,随机非线性函数由其统计特性进行刻画,量测衰减现象通过一系列服从指定概率分布的随机变量得以描述。通过构建一个“两步”递推滤波器并借助数学归纳法,本章首先验证了滤波器的无偏性,随后利用配方法得到了滤波器的增益参数,继而定量分析了误差矩阵的有界性和滤波性能关于测量衰减的单调性。在此基础上,提出了易于在线求解的递推滤波算法,并进一步应用于电路系统的状态估计问题,验证了滤波器设计方案的适用性。第三章针对一类具有范数有界不确定性和不完全测量信息的二维离散系统,探讨其在有限域上的鲁棒Kalman滤波问题。借助随机Kronecker delta函数,建立了涵盖随机出现的传感器时滞和测量丢失这两类不完全测量信息的一般框架。旨在设计鲁棒Kalman滤波器,使得估计误差方差的上界矩阵在每一步都能够达到局部最优。基于数学归纳法和二维类Riccati差分方程,本章首先给出了确保误差方差矩阵上界存在的充分条件,随后通过矩阵分析技巧构造上界矩阵,进而运用梯度法建立滤波器的设计策略,求解方差矩阵上界的局部最小值。第四章分析了一类冗余信道和方差约束下的二维系统的弹性滤波问题。为了提高网络传输的可靠性,本章基于实际工程背景在二维系统中引入了冗余信道通信协议对数据传输进行调度,并在滤波器增益的实现过程中考虑了随机扰动的影响,相应的扰动噪声可以由其统计特性表征。借助归纳原理和方差约束技巧,通过求解两个类Riccati差分方程得到了估计误差方差矩阵的上界,并进一步基于优化策略设计合适的滤波器增益参数,从而保证上界矩阵达到局部最优。此外,本章建立了能够实时求解滤波器参数的递推算法,提供的数值例子也很好地验证了弹性滤波器的有效性。第五章考虑了随机通信协议影响下二维传感器网络在有限域上的分布式滤波问题。为了避免信号在传输过程中发生冲突,文中引入随机通信协议对传感器和远程滤波器之间的信息传输进行调度。在任意传输时刻,每一个传感器节点接收到的信息有且仅有一个信号/数据包能够获得网络的访问权限。协议调度规则通过服从已知概率分布且互不相关的随机序列进行表征。本章的主要目的在于设计分布式递推滤波器使得估计误差方差矩阵的上界能够在任意时刻实现局部极小值。文中首先依据随机矩阵分析技巧和数学归纳方法确定误差方差上界的存在性。继而通过对所得的上界矩阵进行优化,并结合稀疏矩阵简化技巧得到满足性能指标的滤波器参数。第六章研究了一类通信约束下线性重复过程的弹性滤波问题。考虑到信道带宽有限,信号在网络传输过程中受到均匀量化的影响,并且传感器和远程滤波器之间的数据交互基于一个共享网络得以完成。为了防止信号发生冲突,采用Round-Robin通信协议周期性地调度各个网络节点的传输次序,使得在任意传输时刻仅有一个网络节点获得信道使用权限。此外,本章还依据工程应用背景,考虑滤波器参数具有随机增益扰动的情况。借助随机分析和数学归纳方法,验证了滤波误差方差上界的存在性以及该上界达到局部最优值的参数选取策略

关键词：递推滤波鲁棒Kalman滤波弹性滤波二维系统线性重复过程网络诱导现象方差约束类Riccati差分方程

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基于通信协议的多速率网络化系统滤波问题研究

基于通信协议的多速率网络化系统滤波问题研究

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作者：申雨轩东华大学

学位级别：博士

近年来,随着通信技术的飞速发展,网络化系统在众多领域中得到了广泛的应用。在网络化系统中,通信协议经常被用来对网络节点间的数据传输进行调度以减少通信网络中的数据冲突。此外,实际工业领域中的网络化系统通常采用多速率采样策略来... 详细信息

近年来,随着通信技术的飞速发展,网络化系统在众多领域中得到了广泛的应用。在网络化系统中,通信协议经常被用来对网络节点间的数据传输进行调度以减少通信网络中的数据冲突。此外,实际工业领域中的网络化系统通常采用多速率采样策略来实现系统性能和资源消耗之间的平衡。目前,针对网络化系统滤波问题的研究主要考虑的是单速率系统,而且通信协议的影响也没有得到充分关注。因此,发展一些解决通信协议影响下多速率网络化系统滤波问题的新方法是一个很有意义也很有挑战性的课题。本文旨在研究通信协议影响下几类多速率网络化系统的滤波问题,如通信协议影响下多速率时变系统、多速率时滞系统、多速率线性重复过程的滤波问题。针对这些新的问题,本文提出了一些新的研究模型以及新的研究方法,例如建立了新的模型来描述经过Round-Robin协议调度之后的测量、改进了weighted Try-Once-Discard协议的选取规则来适应异步传感器、提出了将多速率系统转换为单速率系统的新方法。根据研究内容的不同,本文可以分为五个部分。在第一部分中,我们详细介绍了本文所研究课题的研究背景、动机和目的,总结概括了本文的主要研究内容以及贡献。在第二部分中,我们着重探讨了多速率网络化系统的滤波问题,为研究通信协议影响下多速率网络化系统的滤波问题打下基础。首先,我们研究了带有积分测量的多速率人工神经网络的H∞状态估计问题。考虑了多速率采样情形,假设人工神经网络的状态更新周期可以不同与传感器的采样周期,建立了测量模型来描述积分测量现象,提出了新的方法将多速率人工神经网络转换为单速率人工神经网络,利用Lyapunov-Krasovskii泛函得到了关于H∞状态估计器存在性的分析结果,进而设计了满足要求的H∞状态估计器。然后,我们研究了Gilbert-Elliott模型刻画的传感器网络中多速率时滞系统的非脆弱H∞滤波问题。同样假设系统状态更新周期和传感器采样周期可以不同来体现多速率采样,在滤波器增益中引入了不确定项来描述增益波动现象,利用Gilbert-Elliott模型更为精确地刻画了随机测量丢失现象并建立了新的测量模型,构建Lyapunov-Krasovskii泛函得到了相应的H∞滤波器的存在性条件,并设计了非脆弱分布式H∞滤波器。在第三部分中,基于第二部分的研究成果,我们探讨了Round-Robin协议影响下多速率网络化系统的滤波问题。首先研究了高速通信网络中Round-Robin协议影响下时滞人工神经网络的l2-l∞状态估计问题。考虑高速通信网络这一特殊的多速率情形,建立了新的数学模型来描述经过带有Round-Robin协议的高速通信网络传输之后的测量,构建Lyapunov-Krasovskii泛函分析了l2-l∞估计器存在的充分条件,并设计了l2-l∞估计器。然后研究了Round-Robin协议影响下多速率时滞系统的递推状态估计问题,这里系统的状态更新周期同样可以不同于传感器的采样周期。在系统含有随机非线性和分布式时滞的情形下,通过使用迭代状态方程的方法将多速率系统滤波问题转换为了单速率系统滤波问题,提出了新的模型来刻画经过Round-Robin协议调度之后的测量,求解矩阵差分方程得到了估计误差方差的最小上界并设计了状态估计器。在第四部分中,我们考虑了weighted Try-Once-Discard协议影响下多速率网络化系统的滤波问题。首先研究了weighted Try-Once-Discard协议影响下带有测量野值的多速率时变系统的递推滤波问题。这里我们考虑了多速率采样情形和测量野值现象,还考虑了weighted Try-Once-Discard协议对传感器的调度作用。采用提升技术将多速率系统转换为了单速率系统,建立数学模型描述了weighted Try-Once-Discard协议调度之后的测量,设计了新的滤波器结构有效抑制了测量野值对滤波性能的影响。基于矩阵差分方程的解,得到了具有递推形式的滤波器增益表达式,进而分析了滤波误差在均方意义下的指数有界性。然后研究了weighted Try-Once-Discard协议影响下多速率线性重复过程的递推融合估计问题。这里我们考虑了更为一般的多速率采样情形,假设线性重复过程的状态更新周期可以不同于传感器的采样周期,而且各个传感器的采样周期可以互不相同。考虑weighted Try-Once-Discard协议的影响,设计了新的weighted Try-Once-Discard协议中的选取规则来体现其对异步传感器的调度作用。通过求解矩阵差分方程设计了局部递推状态估计器,进而利用序贯covariance intersection融合方法对局部估计进行了融合。在第五部分中,我们研究了p-persistent CSMA协议影响下带有随机发生传感器饱和

关键词：多速率采样通信协议时滞系统传感器网络线性重复过程人工神经网络 H_∞滤波 l2-l_∞滤波递推滤波

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具有非重复扰动的时滞间歇过程迭代学习控制研究

具有非重复扰动的时滞间歇过程迭代学习控制研究

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作者：魏俊誉江南大学

学位级别：硕士

间歇过程是现代流程工业中常见的一种生产方式,因其满足多种类和精细化生产需求的特点,目前被广泛应用于注塑成型、药物结晶、半导体生产等过程中。由于物料的传递、信号的传输等原因,这使得实际生产间歇过程中存在着普遍的时滞现象,如... 详细信息

间歇过程是现代流程工业中常见的一种生产方式,因其满足多种类和精细化生产需求的特点,目前被广泛应用于注塑成型、药物结晶、半导体生产等过程中。由于物料的传递、信号的传输等原因,这使得实际生产间歇过程中存在着普遍的时滞现象,如果不考虑时滞的影响直接进行控制方法设计,可能导致系统的控制效果下降甚至不稳定。此外,由于过程时变特性或者外部环境变化等原因,间歇过程中还存在着广泛的内部不确定性和外部扰动,如何抑制或消除扰动是工业生产设计和控制性能优化中一个亟需解决的重要问题。迭代学习控制(Iterative Learning Control,ILC)是一种智能的控制方法,它通过不断学习先前批次的历史信息逐步提升当前批次的控制性能,最终在有限时间内实现对期望轨迹的完全跟踪。尽管ILC已经被验证为是应用于间歇过程的一个有效的控制方法,但传统的ILC往往要求系统具有严格重复的条件,如何有效地处理非重复的不确定性和扰动,仍有许多问题亟待解决。本文针对具有非重复不确定性和扰动的时滞间歇过程,在实际状态信息难以完全测量的情况下,研究了基于输出测量和扰动补偿的ILC设计方法。主要研究内容和创新点包括:1.针对具有时变状态时滞和非重复不确定性的离散间歇过程,设计了一种基于输出反馈的PD型ILC方案,该方案仅利用了系统的输出信息,便于实际工业过程的应用。基于线性重复过程模型和Lyapunov-Krasovskii稳定性分析理论,建立了确保系统沿批次鲁棒稳定的线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)充分条件。为了规避由输出反馈带来的非凸稳定性条件的问题,又设计了基于状态反馈的PD型ILC方法,并提出了一种两阶段的启发式算法用于求解输出反馈控制器增益。算法阐明了输出反馈与状态反馈之间的联系,并且可以通过一种迭代求解的方式来确保稳定性条件是可解的。最后,采用一个注塑成型的例子验证了所提方法的有效性。2.针对具有时变不确定性和外部干扰的时滞间歇过程,提出一种基于等价输入干扰(Equivalent Input Disturbances,EID)的ILC方法。首先,统一将内部不确定性和外部扰动对输出端的影响等价为在输入端存在一个相同作用的等价输入干扰。然后,设计一个等价输入干扰估计器来估计该扰动,包括一个全阶状态观测器和低通滤波器。通过将滤波后的等价输入干扰估计值连接到输入端,提出了带有前馈扰动补偿的ILC设计方法。基于Lyapunov-Krasovskii稳定性分析理论,推导得到了确保过程沿批次鲁棒稳定的LMI充分条件,且观测器和ILC控制器增益可以通过反解所建立的LMI得到。最后,通过注塑成型的实验仿真验证了所提方法的有效性和优点。3.针对具有非重复不确定性和外部干扰的时滞间歇过程,提出了一种基于扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)的间接型ILC方案。与常见的直接型ILC方法不同,所设计的间接型ILC方案由内环和外环两部分组成,且两部分可以利用分离原理独立设计。内环部分,首先定义一个总扰动,通过构建一个ESO来同时估计系统的状态和总扰动,并基于估计的状态和扰动信息设计了带有扰动补偿作用的内环反馈控制律,保证了闭环系统的鲁棒稳定性和抗扰性能。外环部分,设计了一个简单的P型ILC律来不断更新闭环系统的设定点状态,以实现过程沿批次方向的跟踪性能优化。最后,通过一个注塑成型的仿真实验阐明了所提方法的有效性和优越性。

关键词：间歇过程状态时滞非重复扰动迭代学习控制线性重复过程输出测量

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不确定空间互联系统PD型迭代学习控制研究

不确定空间互联系统PD型迭代学习控制研究

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作者：周龙辉江南大学

学位级别：硕士

近年来,空间互联系统被广泛运用于电力系统、计算机通信网络、自动高速公路系统等实际生产生活中,其轨迹跟踪性能已经成为了学者们研究的热点。然而,由于空间互联系统内部各要素之间彼此耦合,其结构往往比较复杂,存在结构模型或参数的... 详细信息

近年来,空间互联系统被广泛运用于电力系统、计算机通信网络、自动高速公路系统等实际生产生活中,其轨迹跟踪性能已经成为了学者们研究的热点。然而,由于空间互联系统内部各要素之间彼此耦合,其结构往往比较复杂,存在结构模型或参数的不确定性。此外,实际工程中普遍存在时滞现象,可能会导致系统不稳定;并且常常伴随着各种各样的扰动,影响系统的性能。因此,如何在复杂环境下实现空间互联系统的精确跟踪和性能改善是需要解决的一个重要问题。迭代学习控制通过对被控系统进行学习,利用先验误差信号不断更新控制输入,从而逐步提高系统的跟踪性能,最终实现完全跟踪。与传统控制方法相比,迭代学习控制仅需较少的先验信息,对不确定性具有较强的鲁棒性,是解决复杂空间互联系统跟踪控制问题的有效方法。尽管空间互联系统的迭代学习控制已获得一些成果,却较少涉及对不确定性、时滞、外界扰动等问题的研究,仍需进一步研究与完善。本文针对具有不确定性的离散空间互联系统,设计了基于反馈控制的鲁棒迭代学习控制方法。主要研究内容和创新点包括:1.针对具有范数不确定性的离散空间互联系统,提出了一种基于状态反馈的PD型迭代学习控制方法。首先通过提升技术将空间互联系统建模为等价的一维动态系统,并基于奇异系统理论将其转化为一般形式的状态空间模型。利用状态误差和前一批次的跟踪误差设计迭代学习律,将被控系统转化成等价的线性重复过程模型。基于Lyapunov稳定性分析理论,将系统沿批次鲁棒稳定的充分条件转化成线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequality,LMI）。采用有源梯形电路的例子验证了所提方法的有效性与优点。2.研究了具有结构不确定性和输入时滞的离散空间互联系统的鲁棒跟踪问题。通过沿空间方向进行提升和变量的处理,空间互联系统被转换为等价的不确定状态空间模型。为了补偿输入时滞的影响,构造了状态观测器用于预测系统未来状态。结合状态观测给出了PD型迭代学习控制方法,将系统转化为带时滞的线性重复过程模型。基于Lyapunov理论,推导得出时滞闭环系统沿批次鲁棒稳定的LMI条件。将所提方法应用于多质点列车控制系统,仿真结果验证了方法的可行性和优点。3.针对具有多面体不确定性和受外界扰动影响的离散空间互联系统,在系统状态难以精确测量的情况下,结合H∞控制理论,设计了一种基于输出反馈的PD型迭代学习控制方案,保证了系统沿批次鲁棒稳定和具有H∞扰动衰减性能,从而便于实际应用。利用预先设计的基于状态反馈的迭代学习增益,构造了一种两阶段启发式方法用于迭代计算输出反馈增益,避免了附加约束。最后,以金属棒的温度控制为例,验证所提方法的有效性与优越性。

关键词：空间互联系统迭代学习控制不确定性 PD型线性重复过程

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