| 【中文题名】 | 迭代学习控制的频域设计及在注塑机上的应用 |
| 【英文题名】 | Frequency-Domain Iterative Learning Control with Applications to Injection Molding Machines |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-11-10 |
| 【中关键词】 | 迭代学习控制,鲁棒控制,离散时间,频域,预期学习,零相位学习 |
| 【英关键词】 | iterative learning control,robust control,discrete time,frequency domain,anticipatory learning,zero phase learning,clean system inversion learning,injection molding machine, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>人工智能理论>> |
| 【论文摘要】 | 时域线性迭代学习控制器的设计往往会导致过冲现象，即学习过程中跟踪误差的变化趋势为“收敛—发散—收敛”，而不是实际工程中期望的单调收敛。频域设计法可得到单调收敛的学习过程，但收敛性充分条件很难在所有频率内得到保证。本文讨论迭代学习控制器的频域设计方法，旨在拓宽系统的可学习频带，使得期望轨迹的大部分频率信号在可学习频带之内，保证误差收敛到工程允许的范围内，并将该方法应用于超高速注塑机注射速度的分级控制中，通过Matlab仿真验证了结果的有效性。论文取得了以下主要研究结果：
(1)考虑连续不确定系统具干扰抑制的鲁棒迭代学习控制，证明了误差收敛条件和系统鲁棒性能条件的等价性，给出性能权重函数截止频率的选取准则，并结合鲁棒控制理论求解满足要求的控制器。
(2)考虑离散预期学习控制的频域设计，由两个设计参数——超前步长和学习增益得到收敛性条件，针对最小相位系统，分两步独立设计参数，通过与传统P型，D型学习控制的仿真比较验证了该方法的有效性和鲁棒性。
(3)基于频域分析的基础，提出了利用颠倒序列输入产生相角超前的离散零相位学习控制设计方法，在迭代学习控制系统中引入最佳相位超前... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-7 |
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ABSTRACT |
7-12 |
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第一章 绪论 |
12-22 |
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1.1 迭代学习控制概述 |
12-14 |
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1.2 迭代学习控制的研究现状 |
14-16 |
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1.3 频域迭代学习控制研究现状及存在的问题 |
16-17 |
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1.4 注塑机组成及工作过程 |
17-21 |
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1.4.1 合模过程 |
18 |
|
1.4.2 射台进和注射过程 |
18-19 |
|
1.4.3 保压过程 |
19 |
|
1.4.4 冷却和预塑过程 |
19-20 |
|
1.4.5 射台退、开模和制品顶出过程 |
20-21 |
|
1.5 本文的主要研究内容与结构安排 |
21-22 |
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第二章 具干扰抑制的鲁棒迭代学习控制 |
22-32 |
|
2.1 引言 |
22-23 |
|
2.2 问题的提出 |
23 |
|
2.3 干扰抑制性能分析 |
23-27 |
|
2.3.1 乘法不确定性模型 |
25 |
|
2.3.2 加法不确定性模型 |
25-26 |
|
2.3.3 反馈不确定性类型1 |
26 |
|
2.3.4 反馈不确定性类型2 |
26-27 |
|
2.4 性能权重函数的选取 |
27-28 |
|
2.5 仿真算例 |
28-31 |
|
2.5.1 不存在干扰信号 |
28-30 |
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2.5.2 存在干扰信号 |
30-31 |
|
2.6 本章小结 |
31-32 |
|
第三章 离散预期迭代学习控制 |
32-42 |
|
3.1 引言 |
32-33 |
|
3.2 连续预期学习控制 |
33-34 |
|
3.3 离散预期学习控制 |
34-35 |
|
3.4 预期学习算法实现 |
35-37 |
|
3.4.1 连续控制器设计 |
36 |
|
3.4.2 离散控制器设计 |
36-37 |
|
3.4.3 算法实现 |
37 |
|
3.5 机械臂的离散预期学习控制 |
37-40 |
|
3.6 本章小结 |
40-42 |
|
第四章 离散零相位学习控制 |
42-55 |
|
4.1 引言 |
42-43 |
|
4.2 零相位学习控制 |
43-45 |
|
4.2.1 连续零相位学习律 |
43-44 |
|
4.2.2 离散零相位学习律 |
44-45 |
|
4.3 相位超前的实现 |
45-48 |
|
4.4 仿真研究 |
48-54 |
|
4.4.1 最小相位系统 |
48-51 |
|
4.4.2 非最小相位系统 |
51-54 |
|
4.5 本章小结 |
54-55 |
|
第五章 离散净系统逆学习控制 |
55-63 |
|
5.1 引言 |
55 |
|
5.2 MIMO系统的净系统逆ILC |
55-58 |
|
5.2.1 连续净系统逆ILC |
55-56 |
|
5.2.2 离散净系统逆ILC |
56-58 |
|
5.3 学习算法实现 |
58-59 |
|
5.4 机械臂的离散净系统逆学习控制 |
59-62 |
|
5.5 本章小结 |
62-63 |
|
第六章 注塑机迭代学习控制 |
63-75 |
|
6.1 注塑机控制 |
63-67 |
|
6.1.1 注射阶段 |
63-64 |
|
6.1.2 保压阶段 |
64-65 |
|
6.1.3 预塑阶段 |
65 |
|
6.1.4 其它 |
65-67 |
|
6.2 注射速度数学模型 |
67-69 |
|
6.2.1 伺服阀 |
67 |
|
6.2.2 阀控缸 |
67-69 |
|
6.2.3 注射速度模型 |
69 |
|
6.3 注射速度的迭代学习控制 |
69-74 |
|
6.3.1 离散预期ILC |
70-71 |
|
6.3.2 离散零相位ILC |
71-72 |
|
6.3.3 离散净系统逆ILC方法 |
72-74 |
|
6.4 本章小结 |
74-75 |
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第七章 总结与展望 |
75-77 |
|
7.1 论文工作总结 |
75 |
|
7.2 工作展望 |
75-77 |
|
参考文献 |
77-81 |
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附录 1 期望轨迹可达性 |
81-84 |
|
致谢 |
84-85 |
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作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
85 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.388176 |
