近日，我校信息与电气工程学院周兰教授课题组在控制领域国际顶级期刊《Automatica》上以长文形式发表了旋转运动系统位置相关周期信号跟踪控制新成果“Tracking control for a position-dependent periodic signal in a variable-speed rotational system”。这是我校首次在《Automatica》期刊上发表长篇代表性成果，该论文的第二作者是我校2020级控制科学与工程专业硕士研究生高东旭。《Automatica》是国际自动控制联合会创办的控制领域顶级期刊，该期刊对文章理论推导和实践创新要求极高，且接收的绝大部分论文为短文，只有少数论文才得以长文（Regular Paper）发表。

▲论文首页

在数控加工等工业控制过程中，数控机床等旋转运动系统通常需要跟踪或抑制一些位置相关周期信号。大多数实际旋转运动系统通常变速运行，导致其位置相关周期信号在时域内的周期时变而不确定，这对实现位置相关周期信号的渐近跟踪提出了极大的挑战。针对时变周期信号跟踪/抑制问题，现有方法主要在时域或空间域进行，存在适用范围受限，难以同时保证系统的控制精度、瞬态性能和鲁棒性等局限性。

▲实际工业控制过程中的旋转运动系统（示例）

课题组针对一类不确定非线性旋转运动系统，通过分析旋转机械的运动机理，建立系统时域和空间域之间的内在关系表达式，构建位置相关周期信号内模和重复学习补偿机制，引入主动扰动抑制思想和状态加性分解方法，提出基于时空域融合分析的旋转运动系统重复学习控制设计方法，提高系统的控制精度、瞬态性能和鲁棒性。并采用数据存贮方法，建立了定步长采样的空间域重复控制器数字实现算法。将所提方法应用于电机转速控制，取得了很好的实验效果。

▲变速非圆切削系统及基于时域扰动主动补偿和位置域重复学习补偿的的旋转系统框图

该项工作得到了国家自然科学基金面上项目（No. 62373145）、湖南省重点研发计划项目（No. 2023GK2027）、湖南省自然科学基金面上项目（No. 2021JJ30006）和湖南省教育厅科学研究重点项目（No. 21A0321）等资助。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.automatica.2023.111282

（一审：李海屿 二审：王 虎 三审：李洪华）