[發(fā)明專利]一種基于迭代學(xué)習(xí)自適應(yīng)MRAC控制器的電機(jī)控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110921263.6
• 申請日: 2021-08-11
• 公開（公告）號: CN113452282A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史敬灼;徐丹旸;劉姝貝;劉悅琪;徐浩然
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號: H02N2/14
• 分類號: H02N2/14
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 史萌楊

本發(fā)明屬于電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于迭代學(xué)習(xí)自適應(yīng)MRAC控制器的電機(jī)控制方法。本發(fā)明采用迭代學(xué)習(xí)自適應(yīng)MRAC控制器的電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制；其中，所述迭代學(xué)習(xí)自適應(yīng)MRAC控制器包括MRAC控制器和迭代學(xué)習(xí)控制器；所述迭代學(xué)習(xí)控制器根據(jù)上一迭代控制過程中迭代學(xué)習(xí)控制器的輸出值、上一迭代控制過程中的轉(zhuǎn)速誤差值、以及當(dāng)前迭代控制過程中的轉(zhuǎn)速給定值，對當(dāng)前迭代控制過程中MRAC控制器的控制參數(shù)的自適應(yīng)律中所包括的自適應(yīng)增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。采用迭代學(xué)習(xí)思想來自適應(yīng)調(diào)整正對角矩陣Γ值的方法，不僅能夠解決如何確定Γ值的問題，而且能夠有效改善系統(tǒng)控制性能，通過學(xué)習(xí)來增強(qiáng)控制器對對象模型誤差的適應(yīng)能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于迭代學(xué)習(xí)自適應(yīng)MRAC控制器的電機(jī)控制方法。

背景技術(shù)

超聲波電機(jī)因其結(jié)構(gòu)緊湊、易于微型化、響應(yīng)制動快、控制特性好、定位精度高、噪聲小等一系列優(yōu)點(diǎn)，已在航空、航天、醫(yī)療、精密儀器等高新技術(shù)領(lǐng)域顯現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用場景和使用價值。

超聲波電機(jī)特殊的運(yùn)行機(jī)理，使其運(yùn)行特性表現(xiàn)出明顯的非線性及時變特征，不易得到理想的控制性能。為克服超聲波電機(jī)自身的這些缺點(diǎn)，努力得到符合應(yīng)用期望的控制性能和運(yùn)行穩(wěn)定性，其控制策略的研究逐漸趨于復(fù)雜化。許多復(fù)雜的控制器，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器等，先后被提出并應(yīng)用于超聲波電機(jī)。

但是，不論是從成本、調(diào)試，還是從系統(tǒng)維護(hù)等方面考慮，人們總是希望控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單一些，也正是因?yàn)檫@樣的原因，由Narendra Kumpati S.和Valavani Lena S.在1978年提出的基于輸入、輸出變量的模型參考自適應(yīng)控制策略(MRAC)，逐漸開始應(yīng)用于超聲波電機(jī)控制上來。其適用面廣、設(shè)計方法成熟，一直被廣泛應(yīng)用。

但是，它也存在一個突出的問題：在該控制策略中，自適應(yīng)增益矩陣Γ的取值決定控制器參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整速率，直接影響系統(tǒng)的控制性能。但該控制策略并未給出確定Γ值的方法，通常需要采用控制系統(tǒng)仿真方法，依據(jù)期望的控制性能來試湊Γ值，并通過現(xiàn)場調(diào)試來最終確定合適的取值。這往往成為將該控制策略應(yīng)用于實(shí)際的過程中最費(fèi)時的一個步驟，也會導(dǎo)致控制性能不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于迭代學(xué)習(xí)自適應(yīng)MRAC控制器的電機(jī)控制方法，用以解決使用MRAC控制器對電機(jī)進(jìn)行控制時由于無法準(zhǔn)確給出Γ值造成的控制性能不理想的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所包括的技術(shù)方案以及技術(shù)方案對應(yīng)的有益效果如下：

本發(fā)明提供了一種基于迭代學(xué)習(xí)自適應(yīng)MRAC控制器的電機(jī)控制方法，包括如下步驟：

采用迭代學(xué)習(xí)自適應(yīng)MRAC控制器的電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制；

其中，所述迭代學(xué)習(xí)自適應(yīng)MRAC控制器包括MRAC控制器和迭代學(xué)習(xí)控制器；所述MRAC控制器對當(dāng)前迭代控制過程中電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；所述迭代學(xué)習(xí)控制器根據(jù)上一迭代控制過程中迭代學(xué)習(xí)控制器的輸出值、上一迭代控制過程中的轉(zhuǎn)速誤差值、以及當(dāng)前迭代控制過程中的轉(zhuǎn)速給定值，對當(dāng)前迭代控制過程中MRAC控制器的控制參數(shù)的自適應(yīng)律中所包括的自適應(yīng)增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，所述轉(zhuǎn)速誤差值為轉(zhuǎn)速給定值與轉(zhuǎn)速實(shí)際值的差值。

上述技術(shù)方案的有益效果為：本發(fā)明將借用迭代學(xué)習(xí)控制的思想，將迭代學(xué)習(xí)控制器和MRAC控制器相結(jié)合，利用迭代學(xué)習(xí)控制器來在線自動調(diào)節(jié)MRAC控制器的自適應(yīng)增益，即采用迭代學(xué)習(xí)思想來自適應(yīng)調(diào)整正對角矩陣Γ值的方法，不僅能夠解決如何確定Γ值的問題，而且能夠有效改善系統(tǒng)控制性能，通過學(xué)習(xí)來增強(qiáng)控制器對對象模型誤差的適應(yīng)能力。

進(jìn)一步的，所述迭代學(xué)習(xí)控制器采用如下公式對自適應(yīng)增益進(jìn)行自動調(diào)節(jié)：