基于混合蛙跳算法的优化迭代学习控制策略分析

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1、OptimalIterativeLearningControlResearchBasedonShuffledFrogLeapingAlgorithmbyWANGHuaB.E.(LanzhouUniversityofTechnology)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinControlTheoryandControlEngineeringintheGraduateSchoolofLanzhouUniversityo

2、fTechnologySupervisorProfessorHaoXiaohongMay,2015万方数据兰州理工大学学位论文原创性声明木人郑重声明：所呈交的论文是木人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，木论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月□学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，

3、允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。木学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2^不保密回。（请在以上相应方框内打“作者签名:导师签名:日期：年月日日期：年月日万方数据目录摘要IAbstractII插图索引IV附表索引V第1章绪论11.1引言11・2迭代学习控制问题描述2121迭代学习控制的基本原理21.2.2迭代学习控制的数学描述31.2.3迭代学习控制实现51.3国内外研究现状51.3.1学习律研究现状51.3.2控制收敛性61.3.

4、3控制的鲁棒性61.3.4初值问题61.3.5迭代学习的应用71.3.6优化迭代学习控制研究现状71.4本文的主耍工作及内容91.5本文的章节安排9第2章相尖理论准备112.1引言112.2混合蛙跳算法122.2.1混合蛙跳算法概述122.2.2混合蛙跳算法基木原理132.2.3SFLA算法流程142.3克隆选择算法152.3.1克隆选择的基本原理152.3.2用于迭代学习控制的改进型克隆选择算法172.4遗传算法172.5小结19第3章基于混合蛙跳算法的优化迭代学习控制203.1引言203.2迭代学习控制20I万方数据3.3范数优化迭代学习控制213.3.1范

5、数优化迭代学习控制算法的提出223.3.2范数优化迭代学习控制算法的收敛性分析223.3.3连续时间系统的因果实现243.3.4离散时间系统的因果实现253.4基于混合蛙跳算法的优化迭代学习控制263.4.1SFLA-ILC收敛性分析263.4.2基于混合蛙跳算法的优化迭代学习控制结构273.4.3仿真分析283.5本章小结35第4章基于混合蛙跳算法的PID型参数优化迭代学习控制374.1引言374.2PID理论基础374.2.1PID控制器374.2.2PID型迭代学习控制(PID-ILC)算法384.2.3PID型迭代学习控制收敛性分析404.3PID型SF

6、LA-ILC算法434.4仿真分析444.5小结46第5章基于混合蛙跳算法的优化迭代学习控制的应用475.1引言475.2控制系统描述与建模475.2.1双关节机械手结构475.2.2双关节机械手的动力学方程的线性化推导485.3仿真分析505.4小结52结论与展望53参考文献54致谢61附录A攻读学位期间所发表的学术论文62II万方数据迭代学习控制是一种智能控制技术，它是在有限的时间区间内或周期性重复相同作业、高精度地跟踪期望轨迹的控制技术。它通过对期望轨迹的重复学习，以期望输出和实际输出的偏差不断地修正输入，使得实际输出逐渐逼近期望输出轨迹，最终实现完全跟踪

7、。现今工业中，随着重复性和周期性的系统以及生产过程的不断出现，迭代学习控制己经成为了现代控制技术中的一种重要的控制方法。为了提高非线性优化迭代学习控制算法的收敛性能，获得更好的跟踪性能，本文采用混合蛙跳算法实现迭代学习控制的性能优化，提出了一种基于混合蛙跳算法的优化迭代学习控制算法。混合蛙跳算法结合了模因算法和粒子群算法的优点，利用混合蛙跳算法来处理迭代学习控制中的非线性问题和输入有约束的问题,使得算法的参数选择简单，搜索空间小，收敛速率得到提高。此外，通过对蛙跳算法搜索到的控制输入施加滤波器，在不影响跟踪效果和误差的前提下，可以有效地滤除由于蛙跳算法的随机性产

8、生的输入的高频部分，使其