基于观测器的机械手伺服系统非脆弱H∞控制

针对一类不确定时滞系统,考虑系统状态的不确定性和控制器的脆弱性,在系统的状态不能直接测量得到的情况下,设计基于状态观测器的不确定时滞系统的鲁棒非脆弱H_∞控制器。将其应用于机械手伺服系统轨迹跟踪控制仿真,通过对机械手角度、角速度等状态信息的观测跟踪,验证了状态观测器的有效性和鲁棒非脆弱H_∞控制的可行性。     

混合灵敏度控制在电液位置控制系统中的应用

建立电液位置控制系统的数学模型,设计H∞混合灵敏度控制器,利用MATLAB/simulink进行系统的PID控制和H∞混合灵敏度控制的仿真,最后通过变负载实验对PID控制、H∞混合灵敏度控制效果进行比较.仿真和实验结果表明,H∞混合灵敏度控制比常规PID控制具有更好的鲁棒性,可以很好地满足大多数电液位置控制系统的要求,具有很强的实用性.     

含作动器死区输入的主动悬架鲁棒控制（英文）

主动悬架的性能通常优于被动悬架。设计了受路面扰动的四分之一汽车主动悬架系统2自由度模型。针对作动器未知非线性死区输入,提出了一种鲁棒控制方案,该控制器可以消除由于参数不确定性对系统造成的不利影响。H∞提高了车辆的乘坐舒适性和操控性,以及系统的鲁棒性。仿真结果表明:鲁棒控制器对系统参数的不确定性具有很强的鲁棒性,它可以有效地消除死区对系统的影响,消除系统其他不可测量的干扰,从而保证系统全局稳定。     

连铸结晶器液压振动系统的H∞混合灵敏度控制与仿真

连铸机结晶器振动装置可以保证在浇铸过程中板坯与结晶器壁不发生粘结以获得良好的铸坯表面质量,所以要求液压振动系统运动轨迹准确,精度高,稳定性好.本文通过建立相应的结晶器液压伺服系统的数学模型,采用H∞控制对液压系统参数摄动等的不确定性因素进行了仿真,结果表明所设计的H∞控制器具有良好的跟踪特性和对参数摄动的鲁棒性.     

含作动器死区输入的主动悬架鲁棒控制

主动悬架的性能通常优于被动悬架。设计了受路面扰动的四分之一汽车主动悬架系统2自由度模型。针对作动器未知非线性死区输入,提出了一种鲁棒控制方案,该控制器可以消除由于参数不确定性对系统造成的不利影响。H∞提高了车辆的乘坐舒适性和操控性,以及系统的鲁棒性。仿真结果表明：鲁棒控制器对系统参数的不确定性具有很强的鲁棒性,它可以有效地消除死区对系统的影响,消除系统其他不可测量的干扰,从而保证系统全局稳定。     

磁悬浮永磁直线电机伺服系统H∞鲁棒控制的研究

磁悬浮永磁直线电动机具有直接驱动与磁悬浮的特点,它能消除传动链所带来的不良影响以及动子与静止导轨之间的摩擦,提高系统的快速反应能力和精度.针对磁悬浮永磁直线电动机中的不确定性扰动,提出基于黎卡提不等式(Riccati)方法设计进给系统的H∞鲁棒控制器.首先,采用矢量控制方法中的id=0控制策略,把非线性系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统.其次,在建立系统状态空间模型的基础上,将此系统归结为标准的H∞控制问题,通过求Riccati不等式的对称正定解,进而得到磁悬浮永磁直线电动机系统的状态反馈H∞控制器.最后,在MATLAB环境下搭建系统的仿真模型,对控制系统进行仿真研究,结果表明所设计的H∞控制器满足对不确定性扰动抑制的要求.     

基于线性化解耦的永磁直线伺服系统H∞鲁棒控制器的设计

对数控机床永磁直线伺服系统速度跟踪问题,提出基于线性化解耦的H∞鲁棒控制器的设计.永磁直线同步电动机由于模型的非线性和变童间的耦合给系统的控制带来困难,在速度跟踪控制中,采用状态反馈线性化方法来实现模型的精确线性化和动态解耦.利用非线性坐标变换和非线性反馈将系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统.进而,通过设计H∞鲁棒控制器来实现速度跟踪控制.仿真结果表明,用该方法设计的数控机床永磁直线伺服系统具有良好的速度跟踪性能.和干扰抑制性能.     

输弹机液压提升机构H∞鲁棒控制器设计

自行火炮输弹机提升机构将放置在炮车底部的弹丸提升到炮膛高度。针对该系统对运行稳定性的要求以及在运动过程中,系统参数和外干扰会发生变化的特点,设计H∞鲁棒控制器,利用μ综合分析验证加入控制器后系统鲁棒性。仿真和实验表明:加入H∞控制器系统对参数变化和负载变化有很强的鲁棒性,并显著改善了系统对输入信号的跟踪性能。     

数控机床直线伺服系统IP控制器设计的新方法

对数控机床直线伺服系统IP控制器提出用鲁棒控制理论进行设计的新方法.在建立系统状态空间模型的基础上,将直线伺服系统的IP控制器设计问题归结为标准的H∞控制问题,通过求Riccati不等式的对称正定解得到H∞控制器;而H∞控制器的解析表达式即包含了IP控制器.仿真结果表明,用该方法设计的控制系统具有良好的抑制扰动和跟踪给定的效果,满足数控机床对高性能直线伺服系统控制的要求.     

大型装备电液系统鲁棒H_∞位置控制

针对大型装备电液系统非线性、参数不确定性问题,建立了比例阀控非对称缸液压系统的非线性动态模型。考虑反馈控制,建立了具有不确定参数系统线性化数学模型。基于边界理论和线性矩阵不等式,提出了电液系统鲁棒H_∞位置控制策略。着重考虑系统结构化系数的擅动,构建了具有积分行为的H_∞控制器,设计了估测系统内部状态的观测器。通过仿真和实验,验证了提出的算法和控制策略。对比了系统参数不变、外负载力变化下和系统参数变化下系统的鲁棒性和稳定性。仿真和实验结果表明,提出的具有积分行为的鲁棒H_∞位置控制策略能提高系统的鲁棒性和稳定性。     

基于GA的直线伺服系统H∞优化控制的研究

针对永磁直线伺服系统存在的不确定性扰动,提出基于遗传算法(GA)的H∞混合灵敏度控制方法.根据永磁直线伺服系统的数学模型,对电流环采用PI控制,用根轨迹法来确定控制器的参数;以参考输入和扰动作为系统的输入向量,考虑系统对参考输入的跟踪和对扰动输入的抑制,将速度控制器设计归结为H∞混合灵敏度问题;在选择多个加权函数时,以性能指标作为相应的适应度函数,采用遗传算法选取加权函数,设计伺服系统的H∞优化控制器.对系统进行计算机仿真.仿真结果表明,用该方法设计的系统,其抑制扰动和跟踪给定信号的性能得到改善,满足高性能数控机床永磁直线伺服系统控制的要求.     

基于反演法的电液位置伺服系统的自适应鲁棒控制

本文研究了高性能电液位置伺服系统的鲁棒控制设计。这类系统，除了液压伺服系统的非线性动力学特性外，还包含大范围变化的不确定参数，其中既有不确定常数，也存在不确定的非线性干扰。为解决这一类非线性系统的控制问题，提出了基于反演控制设计和非连续自适应修正算法的自适应鲁棒控制器(ARC)设计方法，给出了基于Lyapunov稳定性理论的系统稳定性证明。跟踪误差可以通过控制器的设计参数加以调整。数字仿真结果表明，控制系统对给定位置的跟踪具有良好的动态特性，对系统的不确定性，具有较强的鲁棒性。     

数控机床直线伺服系统二自由度鲁棒控制的研究

对数控机床直线伺服系统提出二自由度鲁棒控制.首先,建立了基于模型匹配二自由度系统的状态空间模型,并将速度控制器设计归结为标准的H∞控制问题;其次,用线性矩阵不等式法得到输出反馈次优H∞控制器;最后,通过求解凸优化问题得到H∞最优控制器,以保证系统的鲁棒性.仿真结果表明,用该方法设计的数控机床直线伺服系统能够很好的抑制扰动和跟踪给定.     

直接驱动数控转台的QFT-H∞控制

直接驱动数控转台用环形永磁力矩电机伺服系统的参数不确定性和负载扰动严重影响系统的伺服性能，文章采用定量反馈理论（QFT）与H∞控制理论相结合的方法设计了一个速度控制器。QFT能够实现具有大范围不确定性系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能设计要求，但需要在Nichols图上进行回路整形．作图过程十分繁琐。基于QFT，利用H∞控制理论设计控制器可省去作图过程，大大简化了设计过程。仿真结果及分析表明，所设计的QFT—H∞速度控制器使伺服系统对参数不确定性和负载扰动具有较强的抗干扰性能。     

数控机床直线伺服系统混合LQ-H∞控制器设计

文章基于永磁直线同步电机系统提出了一种将线性二次型最优控制同H∞鲁棒控制相结合的鲁棒跟踪控制策略,文中的控制器由两部分组成,H∞鲁棒反馈控制器和线性二次型最优控制器,前者作为抗扰调节器,后者作为跟随调节器。这种控制策略的优点在于,它既能利用H∞控制方法保证系统的鲁棒性能,克服系统中存在的模型不确定性与外部干扰对系统性能的影响,又能够利用线性二次型最优控制器的线性反馈控制策略保证系统的跟踪性能。仿真结果表明,该方案在保证对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性的同时,又改善了伺服系统跟踪的快速性、精确性。     

建筑物迁移工程中H∞控制的应用

建筑物迁移所采用的工程装备是电液比例控制的多驱动单元系统,并且由于建筑物迁移过程中工况复杂,存在各种不确定因素.据此,本文采用H∞控制策略,设计了同时抑制干扰和受控对象不确定性的H∞混合灵敏度控制器.通过对系统加入H∞控制器与LQG(线性二次高斯)控制器的阶跃、脉动、方波响应进行对比,结果证明H∞控制理论在建筑物迁移控制的应用,能够更好地实现跟踪,使建筑物迁移更加安全、平稳.     

数控机床直接驱动系统极点配置鲁棒控制器设计

对数控机床直接驱动系统提出极点配置鲁棒控制器设计.由于H∞控制主要用于抑制扰动,难以处理动态性能和闭环极点的定位问题,可通过使闭环极点分布在左半平面的合适区域来取得.在H∞设计中,通过引入闭环极点配置来调整系统的动态特性,从而达到改善系统性能的目的.仿真研究表明,设计的极点配置鲁棒控制器不但在抑制扰动方面能达到要求,并且把闭环极点配置到了指定的区域,较好地改善了系统的性能.     

数控转台回转送进系统动态伺服刚度的H∞鲁棒控制

数控转台用环形永磁力矩电动机回转送进系统采用直接驱动技术后，对负载转矩变化更为敏感，严重影响系统的动态伺服刚度，使系统的伺服性能大大降低。采用高级PDFF控制结构与H∞鲁棒控制理论相结合的方法，将动态刚度的最大化设计问题转化为H∞鲁棒控制的最小化设计问题来设计控制器。该控制器可以有效地抑制负载扰动对数控转台伺服系统的影响，使系统具有较强的鲁棒性，并获得良好的跟踪响应，在一定程度上解决了系统抗干扰性能与快速跟随性能之间的矛盾。仿真结果表明，与传统的PDFF控制器相比，所提出的基于高级PDFF控制框架的H∞控制器提供了更高的动态伺服刚度来抑制动态扰动。     

基于H∞反馈的直接驱动XY平台切向轮廓控制设计

为了提高XY平台的轮廓加工精度,在分析系统轮廓误差的基础上,提出将H∞速度反馈控制器和切向-轮廓控制器(TCC)相结合的控制策略.在速度环内采用H∞鲁棒控制理论设计反馈控制器,在具有模型摄动及外部干扰的情况下,保证了闭环系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,TCC使得XY平台之间的耦合作用消除,且轮廓控制器设计变得更加直接和简单.单轴系统采用IP(积分-比例)控制与速度前馈控制相结合的复合控制器.仿真结果表明所设计控制系统在保证具有较好的跟踪性能、鲁棒性能的同时轮廓精度大大提高.     

基于AMESim-Simulink联合仿真的直驱式容积控制系统模糊PID控制研究

为解决直驱式容积控制系统存在的电机时滞性、系统死区非线性、系统超调以及差动缸转换过程压力波动等问题,搭建了基于AMESim和Simulink联合仿真的直驱式容积控制压力模型。设计了模糊PID控制器,与传统PID控制进行对比,通过仿真研究,验证了模糊PID控制器在解决电机时滞、系统死区影响、系统超调以及压力波动等问题中具有良好的效果。