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参数不确定性系统的鲁棒设计

作　者: 姜晓明
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: μ综合 μ分析参数不确定性鲁棒性能
分类号: TP13
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 57次
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内容摘要

本论文围绕一类参数不确定性弱阻尼系统的鲁棒设计而展开。由于这类系统具有变化的谐振频率的弱阻尼模态,采用经典控制难以确保得到好的鲁棒稳定性,H_∞设计方法是求解这类问题的一个好的途径,本论文对其进行全面的分析和研究。文中首先尝试采用常规的处理结构化不确定性问题的μ综合法来求解这类问题,对μ综合的D-K迭代算法中出现的γ迭代的结果与H_∞范数指标不一致的问题进行分析,对D拟合收敛的问题给予说明。并对通过μ综合法得到的控制器和仿真结果进行讨论,分析说明μ综合在处理参数不确定性时出现的问题。在此基础上,针对这类问题的特殊性,提出一种基于μ分析的H_∞设计方法。该方法抓住参数不确定弱阻尼系统的主要矛盾,即系统的鲁棒稳定性,提出系统满足鲁棒稳定性和确保系统的名义性能两个设计要求,先对名义系统进行H_∞设计,再通过μ分析来确保系统满足上述的设计要求。仿真结果验证,该方法取得较μ综合法更好的扰动抑制效果。H_∞回路成形法是一种处理参数不确定性系统的方法,最近有文献提出采用H_∞回路成形加μ综合的设计方法来处理参数不确定性问题,企图得到更好的效果。本文从H_∞回路成形法和μ综合自身的特点出发分析该方法,研究H_∞回路成形法中的μ综合所处理的问题。此时,该问题并非通常意义上的鲁棒性能问题,本文将进行详细的讨论。通过算例和仿真结果说明,在H_∞回路成形法加进μ综合法是无益的,无法提高系统允许的摄动范围和性能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-15
  1.1 课题研究背景和意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-13
    1.2.1 μ综合理论的发展和研究现状  9-12
    1.2.2 参数不确定性系统的研究现状  12-13
  1.3 本文的研究内容  13-15
第2章预备知识  15-23
  2.1 引言  15
  2.2 H_∞基本理论  15-19
    2.2.1 H_∞基本问题  15-16
    2.2.2 γ迭代  16-18
    2.2.3 H_∞混合灵敏度问题  18-19
  2.3 结构不确定性  19-21
  2.4 结构奇异值  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第3章 μ综合及其在参数不确定系统设计中的应用  23-42
  3.1 引言  23
  3.2 参数不确定性系统和μ综合的D-K迭代  23-28
    3.2.1 参数不确定性系统  23-26
    3.2.2 μ综合的D-K迭代  26-28
  3.3 权函数的选取和D-K迭代过程  28-34
    3.3.1 权函数的选取  28-30
    3.3.2 D-K迭代过程  30-34
  3.4 算法分析  34-37
    3.4.1 二分法γ迭代和γ的上界  34-35
    3.4.2 D拟合的收敛问题  35-37
  3.5 系统仿真过程  37-40
    3.5.1 鲁棒性验证  37-39
    3.5.2 时域仿真  39-40
  3.6 本章小结  40-42
第4章参数不确定系统基于μ分析法的设计  42-53
  4.1 引言  42
  4.2 基于μ分析法的鲁棒设计  42-47
    4.2.1 鲁棒性能问题  42-44
    4.2.2 参数不确定系统的μ分析设计  44-47
  4.3 系统仿真  47-52
    4.3.1 系统的μ分析  47-51
    4.3.2 时域仿真  51-52
  4.4 本章小结  52-53
第5章 H∞回路成形中的μ综合  53-67
  5.1 引言  53
  5.2 H_∞回路成形的鲁棒性  53-57
  5.3 H_∞回路成形中的μ综合  57-59
  5.4 算例  59-65
  5.5 本章小结  65-67
结论  67-69
参考文献  69-73
攻读学位期间发表的学术论文  73-75
致谢  75

参数不确定性系统的鲁棒设计

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