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迭代學習控制方法是利用控制系統之前得到的控制經驗,并根據系統以往的控制輸入信號、實際輸出信號以及期望信號來尋找理想的控制輸入信號。這里我們把以往的信息看成一種經驗,迭代學習是利用經驗知識使得被控對象產生期望的運動,由此不僅削弱了對模型的依賴,還改進了跟蹤控制的性能。
數據驅動:使用數據驅動的方法來改善系統模型和控制律,以提高系統的響應性和穩定性。線性化系統模型:為了簡化計算,ILC通常采用線性化系統模型。高斯牛頓近似:通過引入高斯牛頓近似來計算Hessian陣,ILC可以有效減少計算復雜度,同時保證收斂性。
迭代學習控制是一種控制策略,不同于傳統控制器設計的兩步法。在傳統方法中,首先構建系統模型,然后基于該模型設計控制器。這種方法對模型精確度有較高要求,控制器設計依賴于模型。迭代學習控制則直接針對輸入輸出設計控制器,不強求精確模型。
而迭代學習控制則能夠利用多個歷史迭代步中的未來偏差信息來計算當前迭代步的控制指令。這種特性使得迭代學習控制能夠對某種有規律的干擾或不確定性進行提前補償,從而在某些方面克服PID控制器的不足。
迭代學習控制通過函數迭代方法,尋找修正控制輸入的學習律,使得系統輸出在時間區間上盡可能跟蹤期望軌跡。學習律常用形式有D型和P型,分別通過誤差微分和誤差來調整控制輸入。迭代學習控制器的收斂性是確保算法可靠性的關鍵,本文通過證明帶有神經網絡的控制器收斂性,展示其魯棒性和控制性能的提升。
課程涵蓋了自動化的概念和發展歷程,包括中國古代的自動化裝置和現代技術的演進。重點介紹了自動控制系統的基本類型及其組成,如恒值自動調節系統、程序自動控制系統和隨動系統。此外,課程還講解了各種控制方法,包括反饋控制、擾動補償控制和智能控制等。
自動控制原理的主要知識點包括:核心概念:反饋:是自動控制的基礎,通過檢測系統的輸出并反饋給輸入,實現對系統行為的調整。穩定性:是控制系統的最重要指標之一,確保系統在受到擾動后能回到或保持在期望的狀態。動態性能:關注系統響應時間、超調量等特性,這些特性決定了系統在實際應用中的表現。
傳感器與執行器:這是自動化專業的基礎之一。學生需要了解各種常用傳感器的工作原理,并掌握如何選擇適合實際應用場景的傳感器和執行器。控制系統理論:這是自動化專業的重要組成部分。學生將學習經典的控制理論知識點,如PID調節策略、模型預測方法、頻率響應曲線分析以及狀態空間法等。