基于迭代学习控制的有源电子梯形电路的控制方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-02-17 12:22:08
本发明公开了一种基于迭代学习控制的有源电子梯形电路的控制方法,涉及迭代学习控制领域,该方法针对有源电子梯形电路具有周期性运行的特点,将迭代学习控制算法用于有源电子梯形电路来设计迭代学习控制律,根据重复过程稳定性条件和KYP引理在有限频域的范围内得到系统稳定和输出跟踪误差批次单调收敛的充要条件,并将该条件转换成相应LMI从而求解出迭代学习控制律,按照该迭代学习控制律确定有源电子梯形电路的输入矢量从而实现电路控制;算法简单、控制精度高、易于工程实现,不仅考虑了时间和批次维度的系统特性,而且能直接应用于更为复杂且具有额外节点维度的有源电子梯形电路,具有较好的控制精度。
本发明人针对上述问题及技术需求,提出了一种基于迭代学习控制的有源电子梯形电路的控制方法,该方法不仅考虑了时间和批次维度的系统特性,而且能直接应用于更为复杂且具有额外节点维度的有源电子梯形电路,具有较好的控制精度。
本发明的技术方案如下:
一种基于迭代学习控制的有源电子梯形电路的控制方法,该方法包括:
第一步:按照基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律建立有源电子梯形电路的状态空间方程,状态空间方程基于有源电子梯形电路中的节点的输入信号、输出信号和状态信号;
第二步:对有源电子梯形电路的状态空间方程进行转换得到对应的等效二维系统方程,等效二维系统方程基于有源电子梯形电路的输入矢量、输出矢量和状态矢量,有源电子梯形电路的输入矢量根据各个节点的输入信号确定得到,有源电子梯形电路的输出矢量根据各个节点的输出信号确定得到,有源电子梯形电路的状态矢量根据各个节点的状态信号确定得到;
第三步:确定有源电子梯形电路的期望输出并建立有源电子梯形电路的迭代学习控制律的表达式为:
Uk(t)=Uk-1(t)+ΔUk(t);
其中,k表示迭代学习批次,Uk(t)是有源电子梯形电路的第k个迭代学习批次的输入矢量,Uk-1(t)是有源电子梯形电路的第k-1个迭代学习批次的输入矢量,ΔUk(t)是第k个迭代学习批次的迭代学习更新律
有源电子梯形电路由一些规则分布在空间中的相同单元组成,通过纵向和横向电阻或电抗实现。单个子电路在结构上非常简单,但是子电路直接与其相邻的单元交互,所形成的有源电子梯形电路可以呈现丰富和复杂的行为,如图1为有源电子梯形电路的单个节点电路示意图,图2为多个节点连接的单个有源电子梯形电路的电路示意图。这类梯形电路目前应用于分析LED光路,这种光路包含一系列发光元件,用于产生特定的视觉图像。同时有源电子梯形电路在对电能传输链和导热材料的研究中也有一定的应用,在电能传输链中可用于分析系统整体的能量消耗情况;在导热材料的温度传递与分布研究中,有源电子梯形电路呈现着相似的特性。有源电子梯形电路在运行时除了在节点和时间维度上有状态信号变化外,往往还需要加入批次维度不断周期性重复展示动态效果,因此具有清晰的多维结构,因此通常需要利用智能控制方法来解决有源电子梯形电路的控制问题。主要的智能控制方法有:专家控制,模糊控制和神经网络控制等。专家控制的主体由知识库和推理机构组成,涉及到知识库的自动更新与规则自动生成。因此专家控制在实时性和信息的并行处理方面有很大的局限性。模糊控制具有较强的鲁棒性能和容错性能,但是由于其模糊的特性会导致系统的控制精度和动态品质的降低。神经网络控制具有较强的自适应能力,但是其必须要有已知的具体工程应用数据样本,同时还需要足够长的时间来进行在线或离线学习训练,因此其收敛速度缓慢。
当前权利人:江南大学 发明(设计)人:陶洪峰 ;魏强 ;周龙辉;江南大学是教育部直属、国家“211工程”重点建设高校和“双一流”建设高校。学校具有悠久的办学历史、厚重的文化积淀,源起1902年创建的三江师范学堂,历经国立中央大学、南京大学等发展时期;1958年南京工学院食品工业系整建制东迁无锡独立建校,成立无锡轻工业学院;1962年无锡纺织工学院并入无锡轻工业学院;1995年更名为无锡轻工大学;2001年无锡轻工大学、江南学院、无锡教育学院合并组建江南大学;2003年东华大学无锡校区并入江南大学。
本申请公开了一种基于迭代学习控制的有源电子梯形电路的控制方法,该方法针对有源电子梯形电路具有周期性运行的特点,将迭代学习控制算法用于有源电子梯形电路来设计迭代学习控制律,根据重复过程稳定性条件和KYP引理在有限频域的范围内得到系统稳定和输出跟踪误差批次单调收敛的充要条件,并将该条件转换成相应LMI从而求解出迭代学习控制律,按照该迭代学习控制律确定有源电子梯形电路的输入矢量从而实现电路控制。迭代学习控制是智能控制领域的一个重要分支,本申请可将迭代学习控制算法简单、控制精度高、易于工程实现的优点运用于有源电子梯形电路,不仅考虑了时间和批次维度的系统特性,而且能直接应用于更为复杂且具有额外节点维度的有源电子梯形电路,具有较好的控制精度。
科技成果只有通过实施开发应用,使其转化为生产力,才能取得经济效益和社会效益。成果方目标是将科技成果转化为现实生产力,期待有意愿的企业或合作单位进行合作推广或者进行产品生产。考虑合作转化、许可+合作等转化方式与企业、科学技术研究开发机构和其他组织建立合作关系。