引用本文:李晓理,刘德馨,贾超,丁大伟.基于自适应动态规划的多设定值跟踪控制方法[J].控制理论与应用,2013,30(6):709~716.[点击复制]
LI Xiao-li,LIU De-xin,JIA Chao,DING Da-wei.Multiple set-points tracking control method based on adaptive dynamic programming[J].Control Theory and Technology,2013,30(6):709~716.[点击复制]
基于自适应动态规划的多设定值跟踪控制方法
Multiple set-points tracking control method based on adaptive dynamic programming
摘要点击 2453  全文点击 2289  投稿时间:2012-10-18  修订日期:2013-01-28
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DOI编号  10.7641/CTA.2013.21071
  2013,30(6):709-716
中文关键词  非线性系统  离散时间  自适应动态规划  多模型
英文关键词  nonlinear systems  discrete time  adaptive dynamic programming (ADP)  multiple-model
基金项目  新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET–11–0578); 国家自然科学基金资助项目(61074055); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF–TP–12–005B).
作者单位E-mail
李晓理* 北京科技大学 自动化学院
北京科技大学 钢铁流程先进控制教育部重点实验室 
lixiaoli@hotmail.com 
刘德馨 北京科技大学 自动化学院
北京科技大学 钢铁流程先进控制教育部重点实验室 
 
贾超 北京科技大学 自动化学院
北京科技大学 钢铁流程先进控制教育部重点实验室 
 
丁大伟 北京科技大学 自动化学院
北京科技大学 钢铁流程先进控制教育部重点实验室 
 
中文摘要
      针对一类典型的带有控制约束的非线性离散时间系统, 提出了一种基于自适应动态规划(adaptive dynamic programming, ADP)算法的多设定值跟踪控制方法,并对其收敛性和稳定性做了严格分析. 在ADP迭代跟踪控制的基础上, 根据多模型控制的思想, 设置阶梯状的参考轨迹, 使得系统状态逐渐地跟踪到最终设定值, 保证了系统的稳定性, 极大地减小超调量, 加快了响应时间, 改善控制品质; 同时由于控制器约束的存在, 引入非二次型的性能指标函数, 使得控制量始终在有界的范围内变化. 最后对仿真结果进行了分析, 结果表明了此方法的可行性和有效性.
英文摘要
      To deal with a class of nonlinear discrete time systems with control constraints, we propose a multiple setpoints tracking control strategy based on adaptive dynamic programming (ADP), and rigorously prove the convergence and stability of the system. According to the idea of multiple-model control, a ladder-shaped reference trajectory is designed. In the entire control process, system states track the final value of the reference trajectory step by step, ensuring the stability of the system and significantly reducing the overshoot and response-time. A non-quadratic performance functional is introduced to tackle the control constraints by consistently restricting the control inputs in a bounded range. Simulation results are shown and analyzed, demonstrating the feasibility and validity of the proposed optimal tracking control scheme.