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迭代学习控制方法是利用控制系统之前得到的控制经验,并根据系统以往的控制输入信号、实际输出信号以及期望信号来寻找理想的控制输入信号。这里我们把以往的信息看成一种经验,迭代学习是利用经验知识使得被控对象产生期望的运动,由此不仅削弱了对模型的依赖,还改进了跟踪控制的性能。
数据驱动:使用数据驱动的方法来改善系统模型和控制律,以提高系统的响应性和稳定性。线性化系统模型:为了简化计算,ILC通常采用线性化系统模型。高斯牛顿近似:通过引入高斯牛顿近似来计算Hessian阵,ILC可以有效减少计算复杂度,同时保证收敛性。
迭代学习控制是一种控制策略,不同于传统控制器设计的两步法。在传统方法中,首先构建系统模型,然后基于该模型设计控制器。这种方法对模型精确度有较高要求,控制器设计依赖于模型。迭代学习控制则直接针对输入输出设计控制器,不强求精确模型。
而迭代学习控制则能够利用多个历史迭代步中的未来偏差信息来计算当前迭代步的控制指令。这种特性使得迭代学习控制能够对某种有规律的干扰或不确定性进行提前补偿,从而在某些方面克服PID控制器的不足。
迭代学习控制通过函数迭代方法,寻找修正控制输入的学习律,使得系统输出在时间区间上尽可能跟踪期望轨迹。学习律常用形式有D型和P型,分别通过误差微分和误差来调整控制输入。迭代学习控制器的收敛性是确保算法可靠性的关键,本文通过证明带有神经网络的控制器收敛性,展示其鲁棒性和控制性能的提升。
课程涵盖了自动化的概念和发展历程,包括中国古代的自动化装置和现代技术的演进。重点介绍了自动控制系统的基本类型及其组成,如恒值自动调节系统、程序自动控制系统和随动系统。此外,课程还讲解了各种控制方法,包括反馈控制、扰动补偿控制和智能控制等。
自动控制原理的主要知识点包括:核心概念:反馈:是自动控制的基础,通过检测系统的输出并反馈给输入,实现对系统行为的调整。稳定性:是控制系统的最重要指标之一,确保系统在受到扰动后能回到或保持在期望的状态。动态性能:关注系统响应时间、超调量等特性,这些特性决定了系统在实际应用中的表现。
传感器与执行器:这是自动化专业的基础之一。学生需要了解各种常用传感器的工作原理,并掌握如何选择适合实际应用场景的传感器和执行器。控制系统理论:这是自动化专业的重要组成部分。学生将学习经典的控制理论知识点,如PID调节策略、模型预测方法、频率响应曲线分析以及状态空间法等。