学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于新扰动观测器的鲁棒控制系统设计

作　者: 何忠亮
导　师: 谢巍
学　校: 华南理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 扰动观测器测量噪声鲁棒控制非最小相位
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 114次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

针对实际被控对象不可避免的存在模型不确定性,系统存在外部干扰及高频噪声输入的问题,本文以基于扰动观测器的鲁棒控制为研究课题。针对传统扰动观测器结构主要应用于最小相位系统及对高频噪声的抑制效果不理想的研究现状,本文提出一种适用于非最小相位对象的改进型扰动观测控制结构。它具有二自由度控制特性,可将控制器的设计分成两个独立的阶段:一个系统性能设计阶段(标称性能控制器设计)第二阶段系统鲁棒性能设计(扰动观测补偿器设计)。消除了系统性能与鲁棒性能的相互制约的矛盾。在传统扰动观测器的基础上,改进型扰动观测控制结构增加了补偿系统输出反馈信号的结构。在对象模型摄动,存在外部干扰及测量噪声的情况下,实现实时动态的补偿标称性能控制器输出与系统输出反馈信号。因此,基于新DOB的控制结构不但能在低频段很好的抑制外部干扰,消除实际被控模型摄动对闭环系统的输出性能的影响,更重要的是提高了抑制高频测量噪声的能力。无论是否存在任何扰动,标称控制器的控制规律都能保持不变。而且基于扰动观测器的闭环控制结构相当于开环控制,等效成一个控制器加一个扰动观测器的结构。本文详细分析了改进型扰动观测器控制基本原理与参数设计方法。其控制参数设计简单,通过一个低通滤波器与高通滤波器的参数设计,就可达到设计系统抗低频干扰,高频噪声的鲁棒性的目的。最后,通过MATLAB仿真实验验证了改进型扰动观测器控制结构增强系统抗干扰鲁棒性的有效性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题的研究背景  9-10
  1.2 课题的研究的意义  10-11
  1.3 课题的研究现状  11-13
  1.4 课题的研究目的  13
  1.5 论文的主要内容  13-14
第二章鲁棒控制基础  14-27
  2.1 鲁棒控制思想  14
  2.2 系统不确定性  14-15
  2.3 系统不确定模型  15-18
    2.3.1 可参数化不确定模型  15-16
    2.3.2 非参数化不确定模型  16-18
  2.4 线性不确定系统频域模型  18-19
  2.5 摄动界函数的建模  19-20
  2.6 控制系统稳定性  20-22
    2.6.1 外部稳定性  20-21
    2.6.2 内部稳定性  21
    2.6.3 闭环控制系统的稳定性  21-22
  2.7 不确定性系统的鲁棒性分析  22-26
    2.7.1 小增益定理  22
    2.7.2 不确定性下的鲁棒稳定性准则  22-25
    2.7.3 标准H∞控制问题  25-26
  2.8 本章小结  26-27
第三章扰动观测器分析  27-34
  3.1 扰动观测器原理分析  27-30
  3.2 干扰观测器鲁棒稳定性分析  30-32
  3.3 低通滤波器的设计原则  32-33
  3.4 本章小结  33-34
第四章基于改进型扰动观测器的控制结构  34-47
  4.1 二自由度控制的概念  34-35
  4.2 传统扰动观测器问题的描述  35-37
  4.3 基于改进型扰动观测器的控制结构  37-46
    4.3.1 新扰动观测器的控制结构设计  37-43
    4.3.2 新扰动观测器的控制结构稳定性分析  43-45
    4.3.3 新扰动观测器的控制结构参数设计  45-46
  4.4 本章小结  46-47
第五章仿真设计与结果  47-54
  5.1 被控对象描述  47-48
  5.2 控制器设计及参数整定  48-49
  5.3 仿真结果对照分析  49-53
  5.4 本章小结  53-54
总结  54-55
参考文献  55-59
攻读硕士学位期间发表的学术论文  59-60
致谢  60

基于新扰动观测器的鲁棒控制系统设计

内容摘要

全文目录

相似论文