基于等价输入干扰补偿的改进型重复控制系统参数优化设计

针对一类同时具有周期性参考输入和非周期扰动的伺服系统,提出基于等价输入干扰补偿的改进型重复控制系统参数优化设计方法,实现对非周期扰动的有效抑制和周期性参考输入的高精度跟踪控制.首先,利用全维状态观测器的估计误差构造等价输入干扰估计器,通过将等价输入干扰估计值反馈到控制输入端,建立基于等价输入干扰补偿的复合重复控制规律.然后,基于小增益定理推导出系统的稳定性条件,引入一个对系统抗扰性能、跟踪性能和收敛速度进行整体评价的性能目标函数,建立系统参数优化模型,采用粒子群优化算法,实现对系统重复控制器参数、等价输入干扰估计器参数和状态反馈控制器参数的同时优化.最后,通过数值仿真分析对比说明所提方法的有效...

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Published in控制理论与应用 Vol. 39; no. 4; pp. 653 - 662
Main Authors 廖常超, 周兰, 潘昌忠, 陈静
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 湖南科技大学信息与电气工程学院,湖南湘潭411201%湖南科技大学数学与计算科学学院,湖南湘潭411201 01.04.2022
Subjects
粒子群优化算法
扰动估计和补偿
参数优化
重复控制
等价输入干扰
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ISSN1000-8152
DOI10.7641/CTA.2021.10228

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Summary:针对一类同时具有周期性参考输入和非周期扰动的伺服系统,提出基于等价输入干扰补偿的改进型重复控制系统参数优化设计方法,实现对非周期扰动的有效抑制和周期性参考输入的高精度跟踪控制.首先,利用全维状态观测器的估计误差构造等价输入干扰估计器,通过将等价输入干扰估计值反馈到控制输入端,建立基于等价输入干扰补偿的复合重复控制规律.然后,基于小增益定理推导出系统的稳定性条件,引入一个对系统抗扰性能、跟踪性能和收敛速度进行整体评价的性能目标函数,建立系统参数优化模型,采用粒子群优化算法,实现对系统重复控制器参数、等价输入干扰估计器参数和状态反馈控制器参数的同时优化.最后,通过数值仿真分析对比说明所提方法的有效性和优越性.
ISSN:1000-8152
DOI:10.7641/CTA.2021.10228