[發(fā)明專利]單軸進給系統(tǒng)的魯棒單調(diào)收斂點對點迭代學習控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110500437.1
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113110063B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 陶洪峰;李健;王瑞;莊志和;黃彥德;陶新悅;胡計昶
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 孫建

1.一種單軸進給系統(tǒng)的魯棒單調(diào)收斂點對點迭代學習控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

通過動力學方程式表示單軸進給系統(tǒng)的動態(tài)模型，所述動力學方程式描述當前單軸進給系統(tǒng)的實際位置和控制電壓之間的關系，將所述實際位置作為輸出向量，并根據(jù)所述實際位置定義狀態(tài)向量，定義控制電壓為輸入向量，將所述動力學方程式轉(zhuǎn)變?yōu)殛P于當前運行批次的離散狀態(tài)空間模型；

將所述離散狀態(tài)空間模型轉(zhuǎn)換為關于時間序列的輸入輸出矩陣模型，所述輸入輸出矩陣模型描述輸入向量和輸出向量之間的關系；

選取所述單軸進給系統(tǒng)在運行過程中的當前運行批次中M個預設時間點，構建滿足收斂約束條件的托普利茲矩陣并對應得到所述單軸進給系統(tǒng)的加性不確定性，通過所述加性不確定性更新所述輸入輸出矩陣模型得到點對點不確定性動力學方程，通過所述點對點不確定動力學方程得到所述預設時間點在當前運行批次的輸出向量；

通過所述預設時間點在當前運行批次的輸出向量確定所述預設時間點在當前運行批次的跟蹤誤差；

根據(jù)所述M個預設時間點確定轉(zhuǎn)換矩陣并修正系統(tǒng)矩陣，通過修正后的系統(tǒng)矩陣得到基于當前運行批次的跟蹤誤差和學習增益的迭代學習控制更新律；

通過所述迭代學習控制更新律對當前運行批次的輸入向量進行迭代更新直到所述預設時間點在當前運行批次的跟蹤誤差不大于預設值，通過所述當前運行批次的輸入向量對所述單軸進給系統(tǒng)進行控制。

2.根據(jù)權利要求1所述的魯棒單調(diào)收斂點對點迭代學習控制方法，其特征在于，所述動力學方程式的表達式為：

其中m為慣性系數(shù)，c為粘滯摩擦系數(shù)，q為當前單軸進給系統(tǒng)的實際位置，為當前單軸進給系統(tǒng)的速度，為當前單軸進給系統(tǒng)的加速度，u為控制電壓。

3.根據(jù)權利要求1所述的魯棒單調(diào)收斂點對點迭代學習控制方法，其特征在于，所述將所述動力學方程式轉(zhuǎn)變?yōu)殛P于當前運行批次的離散狀態(tài)空間模型，包括：

將實際位置q作為輸出向量，利用當前單軸進給系統(tǒng)的實際位置定義狀態(tài)向量x：并定義控制電壓u為輸入向量；

將所述動力學方程式轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)系統(tǒng)模型，所述連續(xù)系統(tǒng)模型的表達式為：

其中，m為慣性系數(shù)，c為粘滯摩擦系數(shù)；

對所述連續(xù)系統(tǒng)模型進行離散化處理得到離散狀態(tài)空間模型，則所述離散狀態(tài)空間模型的表達式為：

其中，k表示單軸進給系統(tǒng)的運行批次，第k個運行批次包括N個采樣時刻，u_k(t)、y_k(t)和x_k(t)分別為單軸進給系統(tǒng)第k個運行批次在采樣時刻t的輸入向量、輸出向量和狀態(tài)向量，x_k(t+1)單軸進給系統(tǒng)第k個運行批次在采樣時刻t+1的狀態(tài)向量，A、B、C表示離散系統(tǒng)參數(shù)矩陣，且滿足CB≠0，x_k(0)＝x₀，x₀表示常向量。