本发明专利技术公开了一种基于观测器的电路系统迭代学习控制方法。该方法首先使用参数建模法建立电路系统模型，利用参考轨道修饰方法使参考轨道空间闭合，即在迭代时长不固定的情况下使本次迭代参考轨道初始值等于上次迭代参考轨道终值，同时构造了自适应学习观测器，使用基于观测器迭代学习控制的控制器来控制电路系统。与传统的需要精确数学模型的控制方法相比，本发明专利技术所提的控制算法更为新颖且应用条件简单。该方法用于重复任务操作时，有效地提高了控制精度，具有良好的工程应用价值。具有良好的工程应用价值。具有良好的工程应用价值。
【技术实现步骤摘要】
一种基于观测器的电路系统迭代学习控制方法
[0001]本专利技术涉及一种用于电路系统的控制方法，具体涉及一种基于观测器的电路系统迭代学习控制方法。
技术介绍
[0002]电路系统是现代电子技术的核心，是电子设备和系统的基础。它的发展始于19世纪末20世纪初，当时科学家研究电磁场和电流流动的基本原理，并发现了许多基本的电路定律和电路元件。这些发现为电路系统的发展奠定了基础。在20世纪初，电路系统作为一种技术发展的重要方向得到了广泛的关注。随着半导体技术和计算机技术的飞速发展，电路系统得到了进一步的发展和应用。电路系统已经成为现代化的工业、军事、通讯、信息处理、家庭和娱乐等各个领域的重要组成部分。
[0003]电路系统具有许多不同的复杂性表现，主要包括多变量和多物理量、各种电路器件导致的非线性特性和复杂动态行为、时变性、大规模化导致的较高控制难度、噪声干扰等引发的随机性等等。综合以上几个方面的复杂性，电路系统的控制非常具有挑战性，需要研究和采用先进的技术和方法来处理。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提出基于观测器的电路系统迭代学习控制方法，可有效解决电路系统存在的多变量和多物理量、非线性、时变性、控制难度较高、随机性等问题，并取得良好的控制效果。
[0005]本专利技术的具体技术方案如下：一种基于观测器的电路系统迭代学习控制方法，包括以下步骤：
[0006]使用参数建模法建立的电路系统模型如下所示：
[0007]式中，x1，x2表示回流电路，R1，R2表示电阻，L1，L2表示电感器，M表示互感器，u表示输入电压，θ
T
ξ表示输入扰动，П表示输入不确定性，系统输出为y＝C
T
x＝x1，T
k
表示实际迭代时长并满足0＜T
min
≤T
k
≤T。
[0008]进一步，通过修饰参考轨道，使参考轨道空间闭环，即在迭代时长不固定的情况下使本次迭代参考轨道初始值等于上次迭代参考轨道终值，具体步骤如下：
[0009]式中，y
d
(t)表示系统原参考轨道，y
d，k
(t)表示修饰后的参考轨道，为一个可微函数，并满足如下要求：
●
●●
在[0，T]上有界式中T
a
表示修饰长度，并满足0＜T
a
≤T
k
。
[0010]进一步，构建了一种自适应学习观测器用于估计电流，观测器的数学表达式如下：
[0011]式中，表示电流估计，A、B与电路模型中的系数一致，为对的估计值，为观测器增益，是对μ的估计值，为观测输出；
[0012]进一步，基于复合能量函数，建立了一种针对本专利技术涉及的基于观测器的电路系统迭代学习控制方案，如下所示：统迭代学习控制方案，如下所示：统迭代学习控制方案，如下所示：统迭代学习控制方案，如下所示：统迭代学习控制方案，如下所示：统迭代学习控制方案，如下所示：统迭代学习控制方案，如下所示：
[0013]式中，Γ1，Γ2，Γ3，P为正定矩阵，sat表示对参数的上下界饱和限制，该算法可以保证虚拟估计误差和虚拟跟踪误差收敛，证明过程如下：
[0014]C001：选取以下形式的复合能量函数：E
k
(t)＝W
1，k
(t)+W
2，k
(t)+W
3，k
(t)+W
4，k
(t)W
2，k
(t)＝||ε
y，k
(t)||
22
[0015]C002：式中，
[0016]C003：考虑第k次与第k
‑
1次间E
k
(t)的差ΔE
k
(t)，其中：
式中，λ1为矩阵Q的最小特征值，θ
max
为的范数上界，L为非线性函数ξ的未知Lipschitz常数，П
max
为П的范数上界；式中，λ2为矩阵Γ1的最小特征值；
[0017]C004：因此，根据C003可得下式：
[0018]C005.进一步，考虑E1(t)的有界性，形式如下所示：
[0019]C006：其中的推导如下：
[0020]C007：根据C006可得下式：
[0021]C008：式中，推导结果可说明E1(t)有界；
[0022]C009：进一步，给出虚拟估计误差和虚拟跟踪误差的收敛性证明：
[0023]C010：由E
k
(T)的正定性和E1(t)的有界性，可得到虚拟估计误差和虚拟跟踪误差的收敛形式如下：收敛形式如下：
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例的方法流程图；
[0025]图2为本专利技术实施例的电路系统示意图；
[0026]图3为实施例采用本专利技术所提方法第5次迭代的输出追踪图；
[0027]图4为实施例采用本专利技术所提方法第10次迭代的输出追踪图；
[0028]图5为实施例采用本专利技术所提方法第20次迭代的输出追踪图；
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0030]如图1所示，一种基于观测器的电路系统迭代学习控制方法，包含如下步骤：
[0031]步骤一、设置参数初值；
[0032]步骤二、更新算法参数；
[0033]步骤三、根据更新的算法参数，实时生成控制输入u
k
(t)；
[0034]步骤四、根据控制输入u
k
(t)产生的虚拟跟踪误差和由观测器产生的虚拟估计误差，同步更新算法参数；
[0035]步骤五、重复步骤三、四，直到本次迭代结束并进入下次迭代；
[0036]步骤六、下面介绍本专利技术的一个实施例：考虑基于观测器的电路系统迭代学习控制问题，其对应数学模型为：
[0037][0038]其中系统参数为：R1＝1Ω，R2＝1Ω为电路电阻，L1＝0.36H、L2＝0.5H为电感器，M＝0.15H为互感器，θ
T
ξ＝x2sin3t+0.8sin2t sin x1表示输入扰动；
[0039]期望的参考轨道为：y
d
(t)＝12t2(1
‑
t)；系统期望运行时间T为1s，实际运行时长T
k
在0.5
‑
1s上均匀分布且有
[0040]图1为本专利技术实施例的方法流程图；图2为本专利技术实施例的电路系统示意图；应用所提方法，图3、4、5分别表示本专利技术所提方法第5、10、20次迭代的输出追踪。从这三张图可以看出，所提方法在电路系统中应用效果良好，且在第20次迭代后，可以获得一个满本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于观测器的电路系统迭代学习控制方法，其特征在于，包括以下步骤：使用参数建模法建立电路系统模型；通过修饰参考轨道，使参考轨道空间闭环，即在迭代时长不固定的情况下使本次迭代参考轨道初始值等于上次迭代参考轨道终值；构建自适应学习观测器；使用基于观测器的迭代学习控制器来控制电路系统。2.根据权利要求1所述的基于观测器的电路系统迭代学习控制方法，其特征在于，使用参数建模法建立的电路系统模型数学表达式如下所示：式中，x1，x2表示回流电路，R1，R2表示电阻，L1，L2，M表示电感，u表示输入电压，θ表示未知矩阵时变函数，ξ表示与状态相关的已知Lipschitz连续函数，θ
T
ξ合起来表示输入扰动，П表示输入不确定性，系统输出为y＝C
T
x＝x1，T
k
表示实际迭代时长并满足0＜T
min
≤T
k
≤T。3.根据权利要求2所述的基于观测器的电路系统迭代学习控制方法，其特征在于，通过修饰参考轨道，使参考轨道空间闭环，即在迭代时长不固定的情况下使本次迭代参考轨道初始值等于上次迭代参考轨道终值，具体步骤如下：式中，y
d
(t)表示系统原参考轨道，y
d，k
(t)表示修饰后的参考轨道，为一个可微函数，并满足如下要求：
···
在[0，T]上有界式中T
a
表示修饰长度，并满足0＜T
a
≤T
k
。4.根据权利要求3所述的基于观测器的电路系统迭代学习控制方法，其特征在于，构建了一种自适应学习观测器用于估计状态，观测器的数学表达式如下：式中，表示电流估计，A、B与电路模型中的系数一致，为对的估计值，为观测器增益，是对μ的估计值，为观测输出。5.根据权利要求4所述的基于观测...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈谋全，王梓豪，张明广，李丽伟，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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