基于二维混合模型的静态输出反馈鲁棒重复控制的任务书.docx

基于二维混合模型的静态输出反馈鲁棒重复控制的任务书
任务书：基于二维混合模型的静态输出反馈鲁棒重复控制
1.背景概述
随着现代控制技术的不断发展，机械系统的精度和稳定性要求越来越高。然而，由于系统自身的非线性以及外部环境的干扰等因素，机械系统的重复控制效果难以满足要求。为了克服这一问题，人们提出了重复控制算法，可以针对周期性运动进行控制，提高系统的重复精度和鲁棒性。然而，传统的重复控制算法往往受到参数扰动、模型不准确等因素的影响，导致控制效果不佳。
为了解决这一问题，本课题提出了基于二维混合模型的静态输出反馈鲁棒重复控制方法，通过对系统的状态进行估计，采用静态输出反馈控制方法调整控制器参数，从而提高系统的鲁棒性和重复精度。
2.任务目标
本课题旨在研究基于二维混合模型的静态输出反馈鲁棒重复控制方法，完成以下任务：
（1）研究重复控制算法的基本原理和现有方法的局限性；
（2）建立机械系统的二维混合模型，将原系统的状态空间模型转化为输出模型，实现状态估计；
（3）探究静态输出反馈控制技术在重复控制中的应用，并设计适合该系统的静态输出反馈控制器；
（4）提出针对模型不确定性和外部干扰对控制器鲁棒性的提升方法，设计鲁棒重复控制器；
（5）进行仿真实验和实验验证，分析二维混合模型的静态输出反馈鲁棒重复控制方法的控制效果及优劣。
3.任务步骤
（1）研究重复控制算法的基本原理和现有方法的局限性
对现有的重复控制算法进行研究，分析其在模型不确定性和外部干扰等方面的不足，为下一步研究提供基础。
（2）建立机械系统的二维混合模型，将原系统的状态空间模型转化为输出模型，实现状态估计
建立机械系统的二维混合模型，从而将状态空间模型转化为输出模型，实现状态估计。利用基于扩展卡尔曼滤波的算法进行状态估计。
（3）探究静态输出反馈控制技术在重复控制中的应用，并设计适合该系统的静态输出反馈控制器
探究静态输出反馈控制技术在重复控制中的应用，设计适合该系统的静态输出反馈控制器。通过引入输出误差来调整控制器参数，实现重复控制。
（4）提出针对模型不确定性和外部干扰对控制器鲁棒性的提升方法，设计鲁棒重复控制器
提出针对模型不确定性和外部干扰对控制器鲁棒性的提升方法，设计鲁棒重复控制器。利用H∞控制理论设计鲁棒控制器，提高控制器的鲁棒性。
（5）进行仿真实验和实验验证，分析二维混合模型的静态输出反馈鲁棒重复控制方法的控制效果及优劣
进行仿真实验和实验验证，分析二维混合模型的静态输出反馈鲁棒重复控制方法的控制效果及优劣，对控制效果进行定量评估，为后续研究提供参考。
4.研究意义
本课题可以提高机械系统的重复控制精度和鲁棒性，为现代控制技术的发展和机械系统的自动化生产提供技术支持。
5.参考文献
[1]LiaoQ,ZhuB,ZhangT,etal.ATwo-DimensionalHybridModelforPeriodicMotionTrackingandItsApplicationinNeedleBasedSurgery[C]//InternationalConferenceonMedicalImageComputingandComputer-AssistedIntervention.Berlin,Heidelberg:SpringerBerlinHeidelberg,2012.
[2]LiX,CuiY,ChenQ,etal.Robustrepetitioncontroloflinearservosystemsbasedonmodelreferencecontrol[J].JournalofVibrationandShock,2019,38(3):41-48.
[3]HuangY,ZhongM,ShiZ,etal.H∞controlofaclassofuncertaintwo-dimensionalsystems[C]//Proceedingsofthe28thChineseControlandDecisionConference.IEEE,2016:8158-8162.