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H_∞混合灵敏度设计问题仿真研究

作 者: 樊树军
导 师: 何朕
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 控制科学与工程
关键词: H_∞控制 鲁棒控制 混合灵敏度 卫星姿态控制 加权函数
分类号: TP13
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 134次
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内容摘要


H∞控制理论经过二十多年的发展已经达到了相当成熟的程度。H∞控制方法是鲁棒控制方法之一,其问题求解假设条件比较严格,有些对象不满足条件要求,影响了应用。论文以H∞混合灵敏度控制问题为例,结合卫星姿态控制的例子,研究了H∞控制问题中出现不满足标准H∞控制问题假设条件的情况和控制器与被控对象零极点对消的问题,并对上述情况及其处理方法进行了总结。H∞混合灵敏度设计方法具有简单和直观的优点,H∞混合灵敏度控制问题主要包含的三类问题:混合灵敏度S/T问题、混合灵敏度S/KS问题和混合灵敏度PS/T问题。论文介绍了混合灵敏度S/T问题、混合灵敏度S/KS问题和混合灵敏度PS/T问题的具体设计方法,以及在各混合灵敏度问题设计过程中可能会出现的零极点对消问题。论文中用一个卫星模型作为被控对象进行设计并使用MATLAB仿真。根据三类混合灵敏度问题的系统结构框图,选取状态变量,列写系统的状态空间表达式,并计算得到各混合灵敏度问题的广义对象,即闭环系统的广义传递函数矩阵。选取适当的加权函数,调用hinfsyne函数进行设计和仿真,对三类混合灵敏度问题中出现的不满足假设条件或零极点对消问题的情况进行了总结,并且对不满足标准H∞控制问题假设条件的问题的处理方法及控制器与被控对象的零极点对消的问题的处理方法进行了研究和总结。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-15
  1.1 发展概况  8-14
    1.1.1 引言  8-11
    1.1.2 H_∞理论发展及国内外研究现状  11-14
  1.2 本文研究内容及安排  14-15
第2章 H_∞鲁棒控制基本理论  15-25
  2.1 标准H_∞控制问题  15-17
    2.1.1 标准H_∞控制问题描述  15-16
    2.1.2 标准H_∞控制问题的假设条件  16-17
  2.2 H_∞混合灵敏度问题  17-18
  2.3 奇异问题的处理  18-22
    2.3.1 ε摄动法  19-20
    2.3.2 扩展H_∞控制法  20-22
    2.3.3 LMI法  22
    2.3.4 零点法  22
  2.4 建立卫星姿态控制系统模型  22-24
  2.5 本章小结  24-25
第3章 混合灵敏度S/T问题设计  25-35
  3.1 S/T问题  25-26
  3.2 S/T问题设计  26-32
  3.3 系统仿真  32-34
  3.4 本章小结  34-35
第4章 混合灵敏度S/KS问题设计  35-44
  4.1 S/KS问题基本理论  35-37
  4.2 S/KS问题设计  37-41
    4.2.1 ε摄动法  37-38
    4.2.2 扩展H_∞控制方法  38-41
  4.3 系统仿真  41-42
  4.4 混合灵敏度设计中的零极点对消  42-43
  4.5 本章小结  43-44
第5章 混合灵敏度PS/T问题设计  44-57
  5.1 零点法  46-50
    5.1.1 控制器设计  46-49
    5.1.2 系统仿真  49-50
  5.2 扰动法  50-53
    5.2.1 控制器设计  50-52
    5.2.2 系统仿真  52-53
  5.3 参数法  53-55
    5.3.1 控制器设计  53-55
    5.3.2 系统仿真  55
  5.4 本章小结  55-57
结论  57-58
参考文献  58-62
致谢  62

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化基础理论 > 自动控制理论
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