[发明专利]有源电子梯形电路的有限频率范围迭代学习容错控制方法

说明书

本发明公开了一种有源电子梯形电路的有限频率范围迭代学习容错控制方法，涉及迭代学习控制领域，该方法基于提升技术将重复运行的多维有源电子梯形电路系统转换为二维等效系统，然后设计基于输出信息的迭代学习容错控制律将被控系统转化为线性重复过程，基于重复过程理论对系统的频域稳定性能进行分析并将控制律设计问题转换成相应的线性矩阵不等式求解问题，同时保证输出跟踪误差在时域和频域范围内的收敛性；该方法可以解决有源电子梯形电路的控制问题，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的有源电子梯形电路，同时考虑了电路的时滞与执行器故障问题，具有较好的控制精度和容错性能。

技术领域

本发明涉及迭代学习控制领域，尤其是一种有源电子梯形电路的有限频率范围迭代学习容错控制方法。

背景技术

有源电子梯形电路是一种由子电路按照一定方式互相联接而成的电路系统。该电路系统由相同的子电路通过纵向和横向电阻或电抗联接而成。虽然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的电路示意图，每个节点的前半部分为电压时滞电路D_p，后半部分为梯形电路S_p，p表示节点参数且0≤p≤α-1，α是有源电子梯形电路中的节点的总个数；图2为多个子电路连接的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。

在实际环境中，有源电子梯形电路一般在具有重复周期特性的环境中运行。电路不仅在节点和时间维度上有状态信号变化，而且在运行周期维度上也存在信号的动态变化。因此，有源电子梯形电路本质上为一类多维系统。同时，梯形电路重复运行于具有周期性的复杂环境中，电路执行器的重复性操作相应地增加了故障发生和不确定性产生的可能性。此外，子电路之间以特定的方式相互连接，可能导致子电路之间时滞的产生。针对上述梯形电路的运行特点，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。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种有源电子梯形电路的有限频率范围迭代学习容错控制方法，本发明的技术方案如下：

一种有源电子梯形电路的有限频率范围迭代学习容错控制方法，包括如下步骤：

第一步，建立执行器故障时滞有源电子梯形电路的状态空间方程。

第二步，对有源电子梯形电路的状态空间方程进行转换为等效二维系统。

第三步，确定有源电子梯形电路的期望输出并根据重复过程理论设计执行器故障时滞有源电子梯形电路的迭代学习容错控制算法。

第四步，分析有限频率范围内迭代学习容错控制算法的收敛性。

第五步，迭代学习容错控制算法的迭代学习控制律求解。

第六步，根据得到的迭代学习控制律确定执行器故障时滞有源电子梯形电路的每一次迭代学习的输入矢量，将确定得到的输入矢量输入执行器故障时滞有源电子梯形电路进行电路控制使其追踪所述期望输出。

本发明的有益技术效果是：