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【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于智能控制,更具體地,涉及一種帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術。
技術介紹
1、隨著科學技術的迅速發展,實際工業過程日益復雜,傳統的系統辨識理論在對這些過程建模時面臨越來越大的挑戰。無模型自適應控制(mfac)被視為應對這一問題的有效方法,因為它不依賴任何系統模型信息,只需要系統的i/o數據。該方法利用一種動態線性化技術,可將復雜的非線性系統轉換為等效的緊格式動態線性化數據模型。此外,針對前向通道和反饋通道之間冗余數據傳輸的問題,事件觸發控制被認為是一種有效的解決方案。只有當前向通道和反饋通道預設的事件觸發條件被滿足時,相關通道才會進行數據傳輸。這種方式大幅減少了數據傳輸的頻率,提高了系統的效率。
2、迭代學習控制(ilc)是一種針對重復任務的控制方法,旨在提高系統在多次執行相同任務時的性能。ilc的核心思想是利用前一次任務執行的誤差信息來調整控制輸入,從而在后續的執行中減小誤差。通過對控制信號進行迭代更新,系統可以在多次運行中逐漸逼近期望的性能。
3、在雙通道動態事件觸發無模型自適應控制(detmfac)方案的基礎上融合迭代學習控制,可對歷史數據進行學習,優化控制輸入,從而彌補原有控制方案在收斂速度和跟蹤精度上的不足,提高系統的控制品質。因此,研究一種帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術,具有重要的理論價值和實際意義。
技術實現思路
1、本專利技術針對現有技術的不足,提出了一種帶有迭代學習前饋的雙通道
2、本專利技術的目的通過以下技術方案實現:
3、本專利技術公開的一種帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術,主要針對離散時間重復非線性系統中前向通道和反饋通道的冗余數據傳輸問題,設計了雙通道動態事件觸發策略,有效減少兩個通道的數據傳輸頻率,從而減輕控制器的數據傳輸負擔。為了改善系統控制性能,設計了迭代學習前饋,從而提高系統的收斂速度和控制精度。
4、本專利技術公開的一種帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術,所述方法包括以下步驟:
5、步驟1、利用動態線性化方法建立離散時間重復非線性系統的緊格式動態線性化數據模型;
6、步驟2、設計雙通道動態事件觸發條件;
7、步驟3、設計偽偏導參數的自適應更新率;
8、步驟4、根據步驟3得到的偽偏導估計值設計事件觸發的無模型自適應控制方案;
9、步驟5、在雙通道動態事件觸發無模型自適應控制方案的基礎上融合迭代學習前饋控制器;
10、進一步地,步驟1中所述的非線性系統的緊格式動態線性化數據模型的建立主要包括以下步驟:
11、步驟1.1、考慮一個單輸入單輸出的離散時間重復非線性系統:
12、
13、其中表示迭代次數;表示離散的時刻;和分別表示系統的輸入和輸出;和分別表示系統輸出和輸入的階數,是兩個未知的正整數;表示未知的非線性函數;
14、上述系統滿足:
15、非線性函數關于的偏導數是連續的;
16、該系統滿足廣義lipschitz條件,即:對于任意,則有
17、;
18、其中,,,并且;該不等式是對系統輸出變化率上界的一種限制;從能量角度來看,有界的輸入能量變化應產生系統內有界的輸出能量變化;
19、步驟1.2、將上述重復非線性系統通過動態線性化方法轉化為緊格式動態線性化數據模型:
20、;
21、其中,是偽偏導數(ppd),并且滿足。
22、進一步地,步驟2中所述的事件觸發條件的設計主要包括以下步驟:
23、步驟2.1、設計前向通道動態事件觸發條件:
24、考慮如下的控制輸入事件觸發條件:
25、
26、其中,表示系統控制輸入觸發時刻,表示前向通道事件觸發次數;表示ppd的估計值;<mi>ρ</mi><mi>∈(0,1]</mi>;;?;是一個正的設計參數;
27、步驟2.2、設計反饋通道動態事件觸發條件:
28、考慮如下的系統輸出事件觸發條件:
29、
30、其中,表示系統輸出觸發時刻,表示反饋通道事件觸發次數;是一個正常數;是測量標準觸發閾值;
31、是一個動態變量,滿足如下等式:
32、
33、其中,是一個常數;
34、當系統輸出事件觸發條件未被滿足時,實際的系統輸出值不能通過傳感器-控制器通道傳輸;因此,設計一個系統輸出事件觸發補償方案來估計輸出值;事件觸發補償的估計輸出可表示為如下等式:
35、
36、在時刻,即輸出事件觸發條件被滿足時,控制器將會獲得實時的系統輸出;當,意味著輸出事件觸發條件未被滿足,則系統輸出數據不能被傳輸到控制器,這時,補償器會計算輸出估計值來代替實際的系統輸出。
37、進一步地,步驟3中所述的偽偏導參數的自適應更新率的設計主要包括以下步驟:
38、步驟3.1、設計自適應參數更新律對偽偏導參數進行估計:
39、
40、
41、其中,;<mi>η∈(0,1]</mi>;
42、步驟3.2、設計ppd更新律的重置算法:
43、
44、進一步地,步驟4中所述的事件觸發無模型自適應控制方案設計主要包括以下步驟:
45、步驟4.1、定義如下控制輸入準則函數:
46、
47、其中,,;;為前次采樣時刻的控制輸入;是一個正的權重因子;
48、步驟4.2、將步驟1.2得到的線性化數據模型帶入上式,對求偏導,并令其等于零,可得如下控制算法:
49、
50、
51、步驟4.3、根據事件觸發策略和步驟3計算得到的ppd估計值可將上式改進如下:
52、
53、
54、進一步地,步驟5中所述的融合迭代學習前饋控制器設計主要包括以下步驟:
55、步驟5.1、設計迭代學習前饋控制器的控制輸入如下:
56、
57、其中,表示迭代學習增益;
58、步驟5.2、系統總的控制輸入設計如下:
59、
60、有益效果:
61、1、本專利技術采用帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術,在迭代學習前饋以及改進控制率的作用下,系統的跟蹤精度和收斂速度進一步提高。
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1.一種帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術,其特征在于:
2.根據權利要求1所述的一種帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術,其特征在于:步驟1中所述的利用動態線性化方法建立離散時間重復非線性系統的緊格式動態線性化數據模型主要包括以下步驟:
3.根據權利要求1所述的一種帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術,其特征在于:步驟2中所述的設計雙通道動態事件觸發條件主要包括以下步驟:
4.根據權利要求1所述的一種帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術,其特征在于:步驟3中所述的設計偽偏導參數的自適應更新率主要包括以下步驟:
5.根據權利要求1所述的一種帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術,其特征在于:步驟4中所述的根據步驟3得到的偽偏導估計值設計事件觸發的無模型自適應控制方案主要包括以下步驟:
6.根據權利要求1所述的一種帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術,其特征在于:步驟5中所述的在雙通道動態事件觸發無模型自
...【技術特征摘要】
1.一種帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術,其特征在于:
2.根據權利要求1所述的一種帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術,其特征在于:步驟1中所述的利用動態線性化方法建立離散時間重復非線性系統的緊格式動態線性化數據模型主要包括以下步驟:
3.根據權利要求1所述的一種帶有迭代學習前饋的雙通道動態事件觸發無模型自適應控制技術,其特征在于:步驟2中所述的設計雙通道動態事件觸發條件主要包括以下步驟:
4.根據權利要求1所述的一種帶有迭代學習前饋的雙通道...
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