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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.

针对跟踪问题中无状态和输入约束的非线性预测控制最优解的求取问题,引入参考输入轨迹的概念,利用Stirling插值公式,将非线性系统模型沿参考输入输出轨迹展开,取其一阶近似,处理成参数已知的线性模型.在此基础上,利用线性系统预测控制理论求解得到原系统的次优控制律.该方法不要求系统模型连续可导,且无需对线性化后的模型参数进行在线辨识,计算量小,易于实现.

  相似文献   

2.
马乐乐  刘向杰 《自动化学报》2019,45(10):1933-1945
迭代学习模型预测控制是针对间歇过程的先进控制方法.它能通过迭代高精度跟踪给定参考轨迹,并保证时域上的闭环稳定性.然而,现有的迭代学习模型预测控制算法大多基于线性/线性化系统,且没有考虑参考轨迹变化的情况.本文基于线性参变系统提出一种能有效跟踪变参考轨迹的鲁棒迭代学习模型预测控制算法.首先,采用线性参变模型准确涵盖原始非线性系统的动态特性.然后,将鲁棒H控制与传统迭代学习模型预测控制相结合,抑制变参考轨迹带来的跟踪误差波动,通过优化线性矩阵不等式约束下的目标函数求得控制输入.深入分析了鲁棒迭代学习模型预测控制的鲁棒稳定性和迭代收敛性.最后,通过对数值例子和连续搅拌反应釜系统的仿真验证了所提出算法的有效性.  相似文献   

3.
针对具有参数不确定性和未知外部干扰的机械手轨迹跟踪问题提出了一种多输入多输出自适应鲁棒预测控制方法. 首先根据机械手模型设计非线性鲁棒预测控制律, 并在控制律中引入监督控制项; 然后利用函数逼近的方法逼近控制律中因模型不确定性以及外部干扰引起的未知项. 理论证明了所设计的控制律能够使机械手无静差跟踪期望的关节角轨迹. 仿真验证了本文设计方法的有效性.  相似文献   

4.
广义预测控制器系数直接算法   总被引:2,自引:0,他引:2  
为了简化广义预测控制算法的分析与设计,提出了广义预测控制器系数直接计算方法.该方法利用过程模型直接递推,把广义预测控制律表达成控制器系数与参考轨迹及过程历史信息乘积的形式.其控制器系数计算只与模型参数及设计参数有关,避免了在线求解Diophantine方程、输出预测表达式及自由响应项,简化了设计思路,减少了在线运算量.在一个DCS控制的非线性液位装置上得到的对比实验结果表明该方法是可行和有效的.  相似文献   

5.
为实现对多自由度机械臂关节运动精确轨迹跟踪,提出一种基于非线性干扰观测器的广义模型预测轨迹跟踪控制方法。针对机械臂轨迹跟踪运动学子系统,采用广义预测控制(Generalized Predictive Control,GPC)方法设计期望的虚拟关节角速度。对于机械臂轨迹跟踪动力学子系统,考虑机械臂的参数不确定性和未知外界扰动,利用GPC方法设计关节力矩控制输入,基于非线性干扰观测器方法实时估计和补偿系统模型中的不确定性。在李雅普诺夫稳定性理论框架下证明了机械臂关节角位置和角速度的跟踪误差最终收敛于零的小邻域。数值仿真验证了所提出控制方法的有效性和优越性。  相似文献   

6.
一类非线性系统的扩展状态空间预测控制   总被引:3,自引:2,他引:1  
针对一类具有输出反馈耦合的离散非线性系统,将过程模型表示为扩展状态空间模型,并利用反馈回路非线性函数在参考轨迹附近的局部线性表示,导出一种具有类似离散PI最优调节器结构并具有未来P步设定值前馈控制的新型预测控制器.因其目标函数中考虑了系统状态的变化,所以控制效果要优于仅考虑预测输出误差的情况.仿真结果表明了它的有效性.  相似文献   

7.
一种基于Wiener模型的非线性预测控制算法   总被引:3,自引:0,他引:3  
针对一类Wiener模型描述的非线性系统,提出了一种改进的非线性预测控制算法.该算法利用Laguerre函数描述Wiener模型动态线性部分的控制信号,将预测控制中在预测时域内优化求解未来控制输入序列转化为优化求解一组无记忆的Laguerre系数,以减少优化所需的计算量.利用静态模糊模型来逼近Wiener模型的非线性部分,将非线性预测控制优化问题转化为线性预测控制优化问题,克服了求控制输入时解非线性方程的困难,进而推导出了预测控制输入的解析式.CSTR过程的仿真结果表明了本文算法的有效性和可行性.  相似文献   

8.
具有未知非线性死区的自适应模糊控制   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
基于滑模控制原理,利用模糊系统的逼近能力,提出一种自适应模糊控制方法.该方法提出一种简化非线性死区输入模型,取消了非线性死区输入模型的倾斜度相等以及死区边界对称的条件,还取消了非线性死区输入模型各种参数已知的条件.该方法通过引入逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差和参数估计误差的影响.理论分析证明了闭环系统是半全局一致终结有界,跟踪误差收敛到零.仿真结果表明了该方案的有效性.  相似文献   

9.
一种空间飞行器姿态控制非线性模型的预测控制新算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
空间飞行器的姿态控制受到诸如带时延的非线性动态特性、模型和参数的不确定性等因素的影响 ,其控制相当复杂。传统的控制技术 (如PID控制 )对控制对象的过程模型要求较高 ,且不能解决过程控制中非线性、时变、控制输入的约束性等因素的影响 ,其控制所能达到的性能和效率也远不够满足当前飞行器的控制要求。该文将介绍一种新型的基于控制输入的函数空间最优化的模型预测控制算法 ,称为函数空间模型预测控制 (F -MPC)。该法可用于线性和非线性系统 ,对过程模型要求不高 ,能在控制输入约束条件存在的情况下通过在线优化使系统很好地跟踪期望轨迹 ,并且解决了PID控制所遇到的问题。同时 ,将该算法用于空间飞行器的姿态控制仿真 ,仿真结果表明控制效果很好。  相似文献   

10.
基于GA 的SVM R 预测控制研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
王定成  汪懋华 《控制与决策》2004,19(9):1067-1070
研究高精度、有效、简单的信息预测模型是目前非线性预测控制需要解决的重要问题.SVMR建模方法简单、理论基础完备,所反映的是系统的非线性特征,在建立非线性模型中与神经网络等非线性回归方法相比具有许多独特的优点.为此,提出一种SVMR预测控制结构,利用SVMR建立非线性系统模型,利用GA进行滚动优化.实验证明,这种预测控制具有良好的非线性控制效果.  相似文献   

11.
This paper extends tube‐based model predictive control of linear systems to achieve robust control of nonlinear systems subject to additive disturbances. A central or reference trajectory is determined by solving a nominal optimal control problem. The local linear controller, employed in tube‐based robust control of linear systems, is replaced by an ancillary model predictive controller that forces the trajectories of the disturbed system to lie in a tube whose center is the reference trajectory thereby enabling robust control of uncertain nonlinear systems to be achieved. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

12.
无奇异间接迭代学习控制及其在机器人运动模仿中的应用   总被引:4,自引:0,他引:4  
针对相当广泛的一类非线性系统有限时间轨迹跟踪问题,提出了间接迭代学习方案. 采用最小二乘算法,根据重复跟踪历史辨识非线性系统的线性化模型.利用一个分段学习方案 可保证学习控制总在有效线性近似区域内进行.探讨了如何在学习过程中避免控制奇异问题, 提出了一种高效的参数修正方法,保证输入耦合矩阵的估计行列式不为零.本文将这一控制方 案应用于未知机器人及摄像机模型下的机器人运动模仿中,而不面临任何奇异问题.这是一个 采用摄像机替代传统程序编写的新的机器人编程方法.  相似文献   

13.
This paper presents a dynamic trajectory generator for a nonlinear system to be controlled by a fuzzy gain scheduler composed of a set of local linear Takagi–Sugeno (TS) fuzzy controllers. The local control laws are designed for the error system including the desired state and the corresponding desired control input. The task of the open loop dynamic trajectory generator is the generation of a sequence of control inputs along a predefined dynamic trajectory of the nominal nonlinear system. While the desired state is normally given, the corresponding desired control input may not always be computable in an explicit or unique way. With the proposed method the desired control input is approximated by an inverse fuzzy model of the nominal system. The model is built on the basis of a combination of c-elliptotype and Gustafson–Kessel clustering and a subsequent identification of local linear and affine TS models. In a next one-step ahead optimization loop the approximated control input is corrected by an analytical forward model of the nominal system.  相似文献   

14.
This study presents an adaptive nonlinear information fusion preview control (NIFPC) method for trajectory tracking of autonomous surface vessels (ASVs) subject to system uncertainty, measurement noise, and unknown input saturations. The NIFPC is developed based on the nonlinear information fusion estimation methodology, in which the system's future reference trajectory information, noise information, performance index requirements, and system dynamic model are all transformed into information equations related to control input, and then the current control action is obtained by fusing these previewed future information via the nonlinear information fusion optimal estimation. In order to avoid the unknown input saturation constraints, a fuzzy asymmetric saturated approximator (FASA) is designed and integrated into the controller, where the fuzzy logic system (FLS) is used to adaptively adjust the key boundary parameters of the approximator. As a result, the negative effects caused by system uncertainty and measurement noise can be effectively suppressed, while the completely unknown input saturation constraints in the system actuator are guaranteed not to be violated. The convergence of the tracking errors of the closed-loop system is guaranteed via Lyapunov stability theory. Numerical simulation results have been provided to demonstrate the satisfactory performance of the proposed control scheme.  相似文献   

15.
针对线性时变系统的轨迹跟踪控制问题,提出一种带参考批次的迭代学习控制算法,并给出了算法的收敛性分析.该迭代学习控制算法不需要事先了解线性时变对象的太多知识,而是将当前批次输入轨迹的较小变化所引起的输出轨迹作为参考批次,并以当前批次与参考批次的输入变化与对应的输出变化之比作为学习律,从而实现目标轨迹的跟踪.以一个典型的线性时变系统为例进行仿真分析,验证了所提出算法的有效性.  相似文献   

16.
The present work proposes a new approach to the nonlinear discrete-time feedback stabilization problem with pole-placement. The problem's formulation is realized through a system of nonlinear functional equations and a rather general set of necessary and sufficient conditions for solvability is derived. Using tools from functional equations theory, one can prove that the solution to the above system of nonlinear functional equations is locally analytic, and an easily programmable series solution method can be developed. Under a simultaneous implementation of a nonlinear coordinate transformation and a nonlinear discrete-time state feedback control law that are both computed through the solution of the system of nonlinear functional equations, the feedback stabilization with pole-placement design objective can be attained under rather general conditions. The key idea of the proposed single-step design approach is to bypass the intermediate step of transforming the original system into a linear controllable one with an external reference input associated with the classical exact feedback linearization approach. However, since the proposed method does not involve an external reference input, it cannot meet other control objectives such as trajectory tracking and model matching.  相似文献   

17.
类反斜线回滞系统的模型参考滑模控制   总被引:1,自引:0,他引:1  
回滞现象广泛地存在于许多控制研究领域,可能引起系统的振荡,甚至造成系统的不稳定,因此有必要对回滞系统的有效控制进行研究.针对一类重要的类反斜线回滞系统,通过对类反斜线回滞特性的分析,将其分解为线性部分和已知上限的非线性不确定部分,给定期望的不存在回滞特性的光滑轨线,得到了模型参考滑模控制律,通过跟踪给定期望的不存在回滞特性的光滑轨线,削弱甚至消除回滞特性.仿真结果表明此控制律是有效的.  相似文献   

18.
19.
We address the sliding mode control design problem for output reference trajectory tracking problems in the special class of MIMO flat systems known as static feedback linearizable systems. We assume unavailable system state components but rely on available inputs and measurable flat outputs. Each controller will largely ignore state and control input couplings by adopting a standard sliding mode controller scheme derived from the SISO case and used this as decoupled input‐to‐flat‐output model. The standard controller arises from a vastly simplified pure integration, additively perturbed, system. The simplified pure integration system controlled trajectories are shown to be time‐scale homotopically equivalent to those of the nonlinear flat system. The basic sliding surface coordinate function design is approached from the perspective of structural integral reconstructors requiring only the inputs and the flat outputs of the system. Integral structural reconstructors were introduced by Fliess et al for the control of linear SISO and MIMO systems, giving rise to the generalized proportional integral control method. Simulations are presented for SISO and MIMO systems and experimental results are reported for a two‐degree‐of‐freedom fully actuated robotic manipulator.  相似文献   

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