基于扰动和模型误差补偿的黄金分割自适应控制-计算机应用研究.pdf

第３２卷第８期 计 算 机 应 用 研 究 Ｖｏｌ３２Ｎｏ８ ２０１５年８月　 ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ａｕｇ．２０１５ 基于扰动和模型误差补偿的黄金分割自适应控制  钟　华，王　永 ，邵长星 （中国科学技术大学 自动化系，合肥２３００２７） 摘　要：针对刚柔耦合系统模型阶次较高和模型建立过程较为复杂的问题，采用特征建模理论来简化建模过 程。在特征模型基础上，引入一种由黄金分割控制器、逻辑积分控制器和逻辑微分控制器组成的组合控制器，并 且针对组合控制器参数调节较难的问题，应用广义最小方差知识对黄金分割自适应控制器参数进行优化，从而 有效简化调参过程。考虑系统扰动和特征建模误差，设计一个扩张状态观测器对其进行估计并进行相应补偿。 最终，实验表明该方法能够实现角度的快速跟踪，同时能够快速抑制柔性梁的振动。 关键词：特征建模；黄金分割控制器；逻辑积分控制器；逻辑微分控制器；广义最小方差；扩张状态观测器 中图分类号：ＴＰ２７３　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１３６９５（２０１５）０８２３４３０４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１５．０８．０２５ Ｇｏｌｄｅｎｓｅｃｔｉｏｎａｄａｐｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｏｎｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓａｎｄ ｍｏｄｅｌｅｒｒｏｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｓ  ＺｈｏｎｇＨｕａ，ＷａｎｇＹｏｎｇ，ＳｈａｏＣｈａｎｇｘｉｎｇ （Ｄｅｐｔ．ｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｈｅｆｅｉ２３００２７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｈｉｇｈｏｒｄｅｒａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｍｏｄｅｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｒｉｇｉｄｆｌｅｘｉｂｌｅｃｏｕｐｌｅｓｙｓｔｅｍ，ｃｈａｒａｃ ｔｅｒｉｓｔｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇｔｈｅｏｒｙｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｐｌｉｆｙｔｈｅｍｏｄｅｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｍｏｄｅｌ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｃｏｍｂｉｎｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆｇｏｌｄｅｎｓｅｃｔｉｏｎａｄａｐｔｉｖｅ（ＧＳＡ）ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ｌｏｇｉｃｉｎｔｅｇｒａｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＬＩＣ）ａｎｄｌｏｇｉｃｄｅｒｉｖａ ｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＬＤＣ）．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆａｄｊｕｓｔｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ’ｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｉｔｕｓｅｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｇｅｎｅｒ ａｌｉｚｅｄｍｉｎｉｍｕｍｖａｒｉａｎｃｅ（ＧＭＶ）ｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ’ｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｉｓｃｏｕｌｄｓｉｍｐｌｉｆｙｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｄｊｕｓｔｉｎｇｐａｒａｍｅ ｔｅｒｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｓｙｓｔｅｍｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓａｎｄｍｏｄｅｌｅｒｒｏｒｓ，ｉｔｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｅｘｔｅｎｄｅｄｓｔａｔｅｏｂｓｅｒｖｅｒ（ＥＳＯ） ｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓａｎｄｍｏｄｅｌｅｒｒｏｒｓａｎｄｔｏｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｆｏｒｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔ ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｃａｎｔｒａｃｋｔｈｅａｎｇｕｌａｒｍｏｒｅｆａｓｔａｎｄｃａｎｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ