基于非光滑优化的精密运动系统带宽最优控制
系统与控制
2023-11-14 v1 系统与控制
摘要
精密运动系统各类制造设备的核心。对更高生产率迅速增长的需求，要求运动系统具有更高控制带宽，以在保持优异定位精度的同时有效抑制扰动。然而，大多数现有最优控制方法并未显式优化控制带宽，且经典回路整形方法存在设计保守、无法处理交叉耦合的问题，这促使开发用于带宽优化的新型控制方案。本文提出一种基于非光滑优化的精密运动系统带宽最优控制新公式。我们所提方法在约束闭环灵敏度函数的 H-infinity 范数以保证鲁棒性的同时，显式优化系统的 MIMO 控制带宽。采用非光滑优化求解器 GRANSO 求解所提规划，并提出一种基于增广二次规划（QP）的下降方向搜索以促进收敛。仿真评估表明，该带宽最优控制方法可比传统回路整形设计实现高 23% 的控制带宽，且基于 QP 的下降方向搜索可减少 60% 的迭代次数，说明了所提方法的有效性与高效性。
引用
@article{arxiv.2311.06491,
title = {Nonsmooth-Optimization-Based Bandwidth Optimal Control for Precision Motion Systems},
author = {Jingjie Wu and Lei Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.06491},
year = {2023}
}