迭代学习控制原理与应用

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1、过程控制研究所迭代学习控制原理与应用报告人：卜旭辉E-mail：bxh@hpu.edu.cnTlTel：1393882223938182722学习是人类社会进化的源泉学习是一个人成长的必由之路迭代学习控制原理与应用报告人：卜旭辉过程控制研究所学习：针对重复性的任务，通过反复的练习提高某种能力Example：投篮Fθ力与角度的学习迭代学习控制原理与应用报告人：卜旭辉过程控制研究所重复现象在控制系统中非常普遍！！迭代学习控制原理与应用报告人：卜旭辉过程控制研究所能否将学习的思想应用于控制系统ElExample：PID恒值控制期望输

2、出实际输出⎧⎡⎤−−080.80022.22⎡005.5⎤⎪x(1tx+=)⎢⎥()t+⎢⎥u()t1系统⎨⎣⎦10⎣1⎦⎪0.8⎩yt()10.5()=[]xt0.6目标ytd()1=0.4初始条件xt()0,()0=xt=0.212001002003004005006007008009001000PI控制ut(1+=+)()utketket()(()+Δ),piet()=yt()−==ytk(),0.2,k10didpi迭代学习控制原理与应用报告人：卜旭辉过程控制研究所期望输出实际输出如果上述系统是重复运行的10.80.6

3、⎧−⎡⎤0.8−0.22⎡0.5⎤⎪x(1tx+=)⎢⎥()t+⎢⎥u()tPI控制器1010.4第第次一次PIPI⎨⎣⎦⎣⎦⎪yt()10.5()=[]xt0.2⎩001002003004005006007008009001000期望输出实际输出10.8⎧−⎡⎤0.8−0.22⎡0.5⎤⎪x(1tx+=)⎢⎥()t+⎢⎥u()t0.6第二次PI控制器PIPI⎨⎣⎦10⎣1⎦⎪0.4⎩yt()10.5()=[]xt0.2001002003004005006007008009001000期望输出实际输出1080.8⎧−⎡⎤0.8

4、−0.22⎡0.5⎤⎪x(1tx+=)⎢⎥()t+⎢⎥u()t0.6第N次PI控制器PIPI⎨⎣⎦10⎣1⎦⎪0.4⎩yt()10.5()=[]xt0.2001002003004005006007008009001000迭代学习控制原理与应用报告人：卜旭辉过程控制研究所控制器“死心眼”⎧⎡⎤−−0.80.22⎡0.5⎤⎪x(1tx+=)⎢⎥()t+⎢⎥u()t⎨⎣⎦10⎣1⎦⎪⎩yt()10.5()=[]xt没有学习的能力，不会根据过去的信息调整控制输入，无论重复多少次，每次都要经历一个很长的暂态过程。迭代学习控制原理与应用报

5、告人：卜旭辉过程控制研究所学习控制的应用系统⎧−⎡⎤0.8−0.22⎡0.5⎤⎪x(1tx+=)⎢⎥()t+⎢⎥u()t⎨⎣⎦10⎣1⎦⎪⎩yt()105()()10=[.5()]xt目标ytd()1,=t∈[1,200]每一次相同将系统过去的初始条件xtkk,1()()=0,xt,2()()=0每一次相同信息存储学习控制utut()=+()α(()yt−y())tkkd+1k⎧−⎡⎤0.8−0.22⎡0.5⎤α=0.5⎪xt(1+++)=⎢⎥xt()+⎢⎥ut()kkk⎨⎣⎦10⎣1⎦⎪yt()10.5=[]xt()ut(1

6、+)()=++Δutketketpi()(()),⎩kket()=yt()−yt(),PIcontrollerdk为重复次数，迭代学习控制原理与应用报告人：卜旭辉过程控制研究所学习控制的工作方式迭代学习控制原理与应用报告人：卜旭辉过程控制研究所学习控制的仿真结果10.8060.6第1次迭代第3次迭代第5次迭代0.4第20次迭代0.2001002003004005006007008009001000迭代学习控制原理与应用报告人：卜旭辉过程控制研究所⎧−⎡⎤0.8−0.22⎡0.5⎤⎪x(1tx+=)⎢⎥()t+⎢⎥u()t⎨⎣⎦

7、10⎣1⎦⎪⎩yt()10.5()=[]xtutut()=()0.5(()+−yty())tkk+1dk1110.8Learning0.8Learning0.80.60.60.60.40.40.40.20.20.2001002003004005006007008009001000000100200300400500600700800900100001002003004005006007008009001000由于控制器具有了学习能力：输出性能betterthanbetter迭代学习控制原理与应用报告人：卜旭辉过程控制研究所跟踪

8、控制⎧−⎡⎤0.8−0.22⎡0.5⎤⎪x(1tx+=)⎢⎥()t+⎢⎥u()tkkk系统⎨⎣⎦10⎣1⎦⎪⎩ytkk()105()10=[.5(]xt())目标ytd()=sin(8/100),tt∈[1,200]PI控制学习控制110.80.80.60.60.40.40.