English version
ISSN 1817-2172, рег. Эл. № ФС77-39410, ВАК

Дифференциальные Уравнения
и
Процессы Управления

О журнале История Журнала Издатель Адреса Тематика Редакторский состав Рецензирование Для авторов Издательская этика Коллекция номеров English version

Управление с итеративным обучением на основе наблюдаемого выхода с учетом нелинейности типа насыщения

Автор(ы):

Юлия Павловна Емельянова

к.ф.-м.н. доцент кафедры прикладной математики Арзамасского политехнического института (филиала) Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева

emelianovajulia@gmail.com

Аннотация:

Рассматривается линейная дискретная система, функционирующая в повторяющемся режиме, задачей которой является слежение за эталонной траекторией с требуемой точностью. Параметры системы точно неизвестны и описываются аффинными моделями неопределенности. Предлагается новый метод синтеза управления с итеративным обучением на основе информации о измеряемом выходном сигнале, с учетом нелинейности типа насыщения, присущей исполнительным механизмам роботов, позволяющий обеспечить необходимую точность слежения. Постановка задачи мотивирована тенденциями развития высокоточных интеллектуальных и аддитивных производств, а также медицинских реабилитационных роботов. Приведен пример, демонстрирующий эффективность метода.

Ключевые слова

Ссылки:

  1. Rogers E., Chu B., Freeman C., Lewin P. Iterative Learning Control Algorithms and Experimental Benchmarking. John Wiley, 2023
  2. Bristow D. A., Tharayil M., Alleyne A. G. A survey of iterative learning // IEEE Control Systems Magazine. 2006. V. 26. No. 3. pp. 96-114
  3. Freeman C. T., Rogers E., Hughes A. -M., Burridge J. H., Meadmore K. T. Iterative Learning Control in Health Care: Electrical Stimulation and Robotic-Assisted Upper-Limb Stroke Rehabilitation // IEEE Control Systems. 2012. V. 32, Issue 1. pp. 18-43
  4. Meadmore K. L., Exell T. A., Hallewell E., Hughes A. -M., Freeman C. T., Kutlu M., Benson V., Rogers E. , Burridge J. H. The application of precisely controlled functional electrical stimulation to the shoulder, elbow and wrist for upper limb stroke rehabilitation: a feasibility study, Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 11(1):105, 2014
  5. Sakariya S. E., Freeman C. T., and Yang K., Iterative learning control of functional electrical stimulation in the presence of voluntary user effort // Control Engineering Practice, vol. 96, pp. 1-11, 2020
  6. Ketelhut M., Stemmler S., Gesenhues J., Hein M., Abel D., Iterative learning control of ventricular assist devices with variable cycle durations, Control Engineering Practice, vol. 83, pp. 33-44, 2019
  7. Barton K., Kingston D. Systematic Surveillance for UAVs: A Feedforward Iterative Learning Control Approach // 2013 American Control Conference (ACC). 2013. pp. 5917-5922
  8. Freeman C. T., Tan Y. Iterative Learning Control With Mixed Constraints for Point-to-Point Tracking // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2013. Vol. 21, Issue 3. pp. 604-616
  9. Tutty O., Blackwell M., Rogers E., Sandberg R. Iterative learning control of wind turbine smart rotors with pressure sensors // 2013 American Control Conference (ACC). 2013. pp. 967-979
  10. Nowicka W. N., Chu B., Tutty O. R., Rogers E. Reducing Aerodynamic Load Fluctuation in Wind Turbines using Iterative Learning Control laws Designed Using Reduced Order Models of the Flow // American Control Conference (ACC). 2022. pp. 4242-4247
  11. Johansen S. V., Jensen M. R., Chu B., Bendtsen J. D., Mogensen J., Rogers E. Broiler FCR Optimization Using Norm Optimal Terminal Iterative Learning Control // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2021. Vol. 29, No. 2. pp. 580-592
  12. Sebastian G., Tan Y., Oetomo D. Convergence analysis of feedback-based iterative learning control with input saturation // Automatica. 2019. V. 101. pp. 44-52
  13. Sebastian G. , Tan Y. , Oetomo D. , Mareels I. Iterative learning control for linear time-varying systems with input and output constraints // Australian & New Zealand Control Conference (ANZCC), Melbourne, Australia, December 2018, pp. 87-92
  14. Zhang J., Meng D. Convergence Analysis of Saturated Iterative Learning Control Systems With Locally Lipschitz Nonlinearities // IEEE Transactions on neutral networks and learning systems. 2020. V. 31, No. 10. pp. 4025-4035
  15. Xu J. -X., Tan Y., Lee T. -H. Iterative learning control design based on composite energy function with input saturation // Automatica, vol. 40, pp. 1371-1377, 2004
  16. Yu Q., Hou Z., Chi R. Adaptive iterative learning control for nonlinear uncertain systems with both state and input constraints // J. Franklin Institute, vol. 353, pp. 3920-3943, 2016
  17. Ljesnjanin M., Tan Y., Oetomo D., Freeman C. T. Spatial iterative learning control: Systems with input saturation // American Control Conference, Seattle, USA, May 2017, pp. 5121-5126
  18. Zhang R., Chi R. Iterative learning control for a class of MIMO nonlinear system with input saturation constraint // Chinese Control Conference, Dalian, China, July 2017, pp. 3543-3547
  19. Mishra S., Topcu U., Tomizuka M. Iterative learning control with saturation constraints // American Control Conference, St. Louis, MO, USA, June 2009, pp. 943-948
  20. Wei Z. -B., Quan Q., Cai K. -Y. Output feedback ILC for a class of nonminimum phase nonlinear systems with input saturation: An additive-state-decomposition based method // IEEE Trans. Autom. Control, vol. 62, no. 1, pp. 502-508, 2017
  21. Pakshin P., Emelianova J., Rogers E., Galkowski K. Iterative learning control for switched systems in the presence of input saturation // IFAC-PapersOnLine. 2020. Vol. 53. pp. 1444-1449
  22. Pakshin P., Emelianova J., Rogers E., Galkowski K. Iterative Learning Control with Input Saturation // IFAC-PapersOnLine. 2019. Vol. 52, No. 29. pp. 338-343
  23. Pakshin P., Mandra S., Emelianova J., Erwinski K., Galkowski K. Experimentally Validated Vector Lyapunov Function-Based Iterative Learning Control Design Under Input Saturation // IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2024, Vol. 32, No. 1, pp. 189-201
  24. Pakshin P., Emelianova J., Emelianov M., Galkowski K., Rogers E. Dissipativity and Stabilization of Nonlinear Repetitive Processes. Systems & Control Letters. 2016. V. 91. pp. 14-20
  25. Поляк Б. Т., Хлебников М. В., Щербаков П. С. Управление линейными системами при внешних возмущениях: Техника линейных матричных неравенств. М. : ЛЕНАНД, 2014
  26. Qamsane Y., Balta E. C., Moyne J., Tilbury D., Barton K. Dynamic Rerouting of Cyber-Physical Production Systems in Response to Disruptions Based on SDC Framework // 2019 American Control Conference (ACC). 2019. P. 3650-3657
  27. Afkhami Z., Hoelzle D. J., Barton K., Robust Higher-Order Spatial Iterative Learning Control for Additive Manufacturing Systems // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2023. V. 31. P. 1692-1707
  28. Tarbouriech S., Garcia G., Gomes da Silva Jr. J. M., Queinnec I. Stability and Stabilization of Linear Systems with Saturating Actuators. London: Springer-Verlag. 2011
  29. Yakubovich V. A., Leonov G. A., Gelig A. Kh. , Stability of Stationary Sets in Control Systems with Discontinuous Nonlinearities. London: World Scientific Press. 2004
  30. Hladowski L., Galkowski K., Cai Z., Rogers E., Freeman C., Lewin P. Experimentally Supported 2D Systems Based Iterative Learning Control Law Design for Error Convergence and Performance // Control Eng. Pract. 2010. V. 18. pp. 339-348

Полный текст (pdf)