本文關鍵詞：遲滯非線性系統(tǒng)的控制算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著微納米技術的迅速發(fā)展,傳統(tǒng)的定位在精度上已經無法達到當前許多行業(yè)對精密定位的要求,因此超精密定位系統(tǒng)的研究不斷的被國內外學者所重視。在超精密定位系統(tǒng)中,通常采用基于智能材料(如壓電陶瓷、磁致伸縮材料、形狀記憶合金等)的驅動器,然而這些智能驅動器存在固有的遲滯特性,遲滯是一種具有非平滑、多映射、記憶性的非線性,能夠引起系統(tǒng)誤差和振蕩甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定,難以采用常規(guī)方法對其進行精確控制。為了消除遲滯非線性對系統(tǒng)造成的不良影響,需要對遲滯進行建模,并設計有效的控制器對其實現(xiàn)精確控制。本文的主要工作有:(1)針對一類由Bouc-Wen模型描述的遲滯非線性系統(tǒng)設計控制器。首先,討論了Bouc-Wen模型的特性以及它的上界值,然后基于Lyapunov-like函數(shù)采用了迭代學習控制方案對其設計了控制器。該方案在經典的PD反饋控制的基礎上通過迭代學習項來消除遲滯對系統(tǒng)的不良影響,并實現(xiàn)對進期望軌跡的跟蹤。仿真結果證明了該方法的有效性。(2)基于神經網絡的遲滯非線性系統(tǒng)建模并設計控制器。針對基于神經網絡的一類遲滯非線性系統(tǒng),提出了動態(tài)遲滯算子來擴展輸入空間建立神經網絡遲滯模型,在此基礎上設計了基于Lyapunov-like函數(shù)的自適應迭代學習控制器。并通過與傳統(tǒng)PID控制相比較,實驗結果表明了該控制方案加快了響應速度,并且大幅度提高了控制精度。(3)針對輸出受限的遲滯非線性系統(tǒng)設計控制器,并與其他控制方案進行比較。針對一類含有Bouc-Wen遲滯的輸出受限非線性系統(tǒng)設計了反步控制器。首先分析了Bouc-Wen模型的特性并得到其上界值,然后設計了對稱型Barrier Lyapunov Function(BLF),并在閉環(huán)系統(tǒng)中保證了BLF有界,從而滿足了輸出受限的條件,最后利用反步法設計控制器。該方法消除了遲滯引起的振蕩和超調并且使得系統(tǒng)輸出約束在設定的范圍內,同時解決了遲滯和系統(tǒng)輸出受限兩個方面的影響,提高了控制精度。仿真和實驗結果表明了控制方法的可行性。
【關鍵詞】：遲滯 Bouc-Wen模型 迭代學習控制 神經網絡 輸出受限 反步控制
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP13
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 遲滯非線性模型12-17
• 1.2.1 Preisach模型12-13
• 1.2.2 Prandtl-Ishlinskii模型13-14
• 1.2.3 KP（Krasnosel’skii-Pokrovskii）模型14-15
• 1.2.4 Duhem模型15
• 1.2.5 類Backlash模型15-17
• 1.2.6 其它遲滯模型17
• 1.3 遲滯非線性的控制方案17-21
• 1.3.1 基于遲滯逆模型的控制17-19
• 1.3.2 遲滯非線性的直接控制19-21
• 1.4 論文的主要研究內容21-22
• 第2章 基于Bouc-Wen模型的迭代學習控制22-34
• 2.1 遲滯非線性系統(tǒng)結構22-23
• 2.2 迭代學習控制23-27
• 2.2.1 迭代學習控制基本原理24-25
• 2.2.2 基本的迭代學習控制算法25
• 2.2.3 迭代學習控制主要分析方法25-27
• 2.3 控制器設計27-30
• 2.4 仿真結果30-33
• 2.5 本章小結33-34
• 第3章 基于神經網絡遲滯模型的迭代學習控制34-43
• 3.1 基于神經網絡的遲滯建模34-36
• 3.2 控制器設計36-39
• 3.3 仿真結果39-42
• 3.4 本章小結42-43
• 第4章 輸出受限遲滯非線性系統(tǒng)的反步控制器設計43-57
• 4.1 引言43-45
• 4.2 反步控制45-48
• 4.2.1 反步控制的基本思想45
• 4.2.2 基于反步法的控制器設計45-48
• 4.3 基于Bouc-Wen模型的反步控制器設計48-56
• 4.3.1 遲滯非線性系統(tǒng)描述48
• 4.3.2 控制器設計48-51
• 4.3.3 仿真結果51-56
• 4.4 本章小結56-57
• 第5章 總結與展望57-59
• 5.1 總結57-58
• 5.2 展望58-59
• 參考文獻59-65
• 致謝65-66
• 攻讀碩士學位期間的研究成果66

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  本文關鍵詞：遲滯非線性系統(tǒng)的控制算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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