H∞最优控制的PMLSM伺服系统鲁棒重复控制

永磁直线同步电动机（PMLSM）在跟踪周期性输入时,其参数变化、负载扰动和摩擦力会降低系统的伺服性能,为此设计了一种基于H_∞ 最优理论的鲁棒位移重复控制器.将重复控制器中的延迟环节看作是一个稳定的摄动Δ ₁（s）,把被控对象中包含的不确定性因素看作另一摄动Δ ₂（s）,故可将伺服系统看作是包含2个摄动的不确定系统,进而可以把鲁棒重复控制问题转化成 H_∞ 最优控制问题,使用H_∞ 最优理论同时设计了反馈控制器和重复控制器.理论推导与仿真结果表明,该方案有效提高了系统的跟踪精度和鲁棒性.     

直线电机悬浮平台的L2鲁棒控制

永磁直线同步电机（PMLSM）悬浮平台系统的水平推力和法向力之间存在非线性耦合,且易受负载扰动和参数变化等不确定性因素的影响.为了解决上述问题并实现准确定位,在系统非线性数学模型的基础上,对水平轴和竖直轴均设计了PD位置控制器与L₂速度控制器,将解耦与扰动抑制转化为L₂速度控制器的设计问题.仿真结果表明,该方法设计的系统实现了水平方向和竖直方向的直接动态解耦,并且对负载扰动和参数变化具有很好的鲁棒性.     

不确定时滞系统的鲁棒H∞控制

针对一类同时具有匹配不确定性和不匹配不确定性的时滞系统,设计了鲁棒H_∞控制器.对于所有容许的不确定性,基于矩阵不等式给出了系统渐近稳定的条件,对系统的H_∞性能进行了分析,并将所得结果转换成线性矩阵不等式形式（LMI）.设计了系统的鲁棒H_∞控制器,基于Lyapunov方法验证了该控制器不仅满足系统渐近稳定的条件,而且也满足指定的H_∞性能约束条件.数值算例说明了所设计的控制器对时滞和不确定性都具有鲁棒性,仿真曲线证明了该控制器设计的有效性和可行性,同时系统还对干扰具有很强的抑制能力.     

MGA在环形力矩电机H∞速度控制中的应用

数控转台永磁环形力矩电动机回转送进系统采用直接驱动技术后,对负载扰动和参数变化比较敏感,使系统的伺服性能大大降低.针对这一问题,采用多目标遗传算法设计H_∞速度控制器,对H_∞速度控制器参数优化选取,该控制方法可以有效地抑制负载扰动和参数变化对数控转台伺服系统产生的干扰,使系统具有更强的鲁棒性,并获得良好的跟踪响应.仿真结果表明,所提出的多目标遗传算法H_∞速度控制使 数控转台回转送进系统对负载扰动及参数变化具有更强的鲁棒性和快速性.     

永磁直线同步电动机系统的QFT/H∞鲁棒控制

针对直接驱动永磁直线同步电动机（PMLSM）系统的各种不确定性,提出一种将定量反馈理论（QFT）和H_∞理论相结合的鲁棒控制策略.该控制策略通过合理选取被控对象不确定性权函数、高频噪声抑制权函数和灵敏度权函数,利用以线性矩阵不等式（LMI）为基础的H_∞控制求得QFT速度控制器,简化了单纯QFT设计鲁棒控制器时繁琐的做图过程,所设计的控制器在保证快速性的同时,抑制了闭环系统内各种不确定性因素的影响.仿真结果表明,该方案实现了伺服系统的快速跟踪性能,对系统的参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

超高层电梯的 H∞ 鲁棒控制

针对超高层超高速电梯，讨论了电梯垂直运动以及鲁棒二自由度控制方法.其目的是要在期望的控制性能下实现轨迹跟踪控制和再平层控制，并对系统的参数不确定性具有鲁棒性.在描述电梯垂直运动基础上提出了一种鲁棒二自由度控制，可以有效抑制参数变化对系统的影响，使系统同时获得良好的速度跟踪特性、干扰抑制、鲁棒性和精度高再平层性能.将速度控制器设计归结为标准的 H_∞ 控制问题；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_∞ 最后控制器，以保证系统的鲁棒性.仿真结果表明了该方法的有效性.     

液压仿真转台μ综合法鲁棒控制设计

液压仿真转台参数变化、负载耦合等因素阻碍了系统性能的提高,而日益苛刻的性能要求又限制了传统控制器的使用,为了解决这个问题,提出了液压仿真转台μ综合法鲁棒控制,包括系统性能权函数的选择、不确定性权函数的选择和鲁棒μ控制器的设计.在具体设计中,通过引入虚拟不确定性块,将液压仿真转台的跟踪问题和扰动抑制问题转化为增广系统的稳定鲁棒性问题,并利用D-K迭代法求解鲁棒μ控制器.仿真和试验表明,被控系统对参数变化和负载变化有很强的鲁棒性,μ控制器能极好地抑制各通道间负载耦合,并显著地改善系统对输入信号的跟踪性能.     

CMK61200D×80/32重型卧式车磨数控机床伺服系统

对CMK61200D×80/32L重型卧式车磨数控机床的功能、精度和结构作了简单的介绍，对其伺服驱动系统各部分的功能作了详细的分析，目的在于研究交流伺服系统的扰动抑制问题.利用标准的H_∞控制方法设计转速控制器，代替传统的PI控制器，克服了负载扰动等不确定性的影响，保证了系统具有较强的鲁棒性，大大地提高了CMK61200D×80/32L重型卧式车磨数控机床的加工精度.最后采用MATLAB软件对所提出的控制方案进行了仿真研究.仿真结果表明：标准的H_∞控制无论是在上升时间、超调量和鲁棒性方面都优于传统的PI控制方案.     

永磁直线同步电机的零相位H∞鲁棒控制研究

针对永磁直线同步伺服电机(PMLSM)直接驱动伺服系统，提出了一种将零相位误差跟踪控制(ZPETC)和 H_∞鲁棒控制相结合的二自由度鲁棒跟踪控制策略.以解决系统的快速而精确的跟踪控制性能和抗扰性能之间的矛盾.零相位误差跟踪控制器保证了快速性，使系统实现准确跟踪；而H_∞控制器克服了负载扰动等不确定性影响，保证了系统具有较强的鲁棒性能.仿真实验结果表明，该方案在保证伺服系统的快速精确跟踪性的同时，对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

基于H∞/LTR综合方法的永磁直线同步电机鲁棒控制

为了解决高精度数控机床永磁直线电机伺服系统中负载扰动及参数变化对系统性能产生影响的问题,将H_∞鲁棒控制理论和回路传递函数恢复(LTR)技术相结合,提出了一种带有观测器的H_∞/LTR综合控制方法.对系统进行目标回路设计,即在假设系统完全可测的前提下,设计一个鲁棒H_∞控制律,以满足系统性能要求; 对系统进行恢复过程设计,即通过设计观测器,使得系统在引入观测器后,目标回路传递函数得到恢复.仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的性能,且对于模型不确定性、外部扰动等具有较强的抑制作用.     

直线伺服系统的变增益零相位H∞鲁棒跟踪控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动伺服系统，提出了一种将变增益零相位误差跟踪(VGZPET)控制和H_∞鲁棒控制相结合的鲁棒跟踪控制策略，以解决系统的快速而精确的跟踪性能和抗扰性能之间的矛盾.VGZPETC克服了建模误差、系统参数变化等影响，保证了快速性，使系统实现准确跟踪；而H_∞控制器克服了负载扰动等不确定性影响，保证了系统具有较强的鲁棒性能.仿真结果表明，该方案具有快速精确的跟踪性能，同时对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

基H∞方法的永磁同步电机鲁棒二自由度控制

基于模型匹配原理和鲁棒控制理论，针对伺服系统中被控对象参数摄动问题，设计了具有强鲁棒性的位置控制器.基于鲁棒控制原理，将位置控制器的设计转化为标准H_∞控制问题；用μ综合的方法得到输出反馈次优H_∞控制器，保证了系统的鲁棒性；采用鲁棒二自由度结构进行设计，保证系统对对象参数变化具有鲁棒性，实现精确的稳态跟踪.仿真结果表明，该方法设计的伺服控制系统能很好地跟踪给定和抑制扰动，且对对象参数摄动具有很强的鲁棒性.     

外磁场中单壁碳纳米管π电子能隙的理论计算

为了得到单壁碳纳米管在外磁场作用下的电子结构规律,从紧束缚模型出发,利用量子理论和固体理论计算了在外磁场作用下单壁碳纳米管(SWNTs)中π电子的能带表达式.在此基础上,利用SWNTs的周期性边界条件和晶体中的布洛赫定理,得到了扶手椅型SWNTs中π电子的能带表达式,进而推导了外磁场作用下能隙宽度的表达式,从而得知能隙是磁通量Φ的周期函数.由金属型SWNTs的判据|m-n|=3J(J=0,1,2,3,…)可知,扶手椅型SWNTs(m=n)均为金属型,但由于其在外磁场的作用下可能产生能隙,由此证明了扶手椅型SWNTs可以由金属型转变为半导体型的规律.     

移动式数控机床横梁磁浮系统的滑模-H_∞控制

针对龙门移动式数控机床在运行过程中参数摄动以及未建模动态参数可能对系统造成的影响,结合鲁棒H∞理论的控制方案设计出自适应积分滑模控制器.通过积分滑模变结构控制器对整个系统进行鲁棒控制,以确保磁悬浮系统的稳定性和精确性.为降低滑模控制器抖振的发生,采用自适应控制对控制律中的不确定值进行估测.考虑到刀具切削部件所引起的系统质量变化以及外力干扰等对系统的影响,在控制过程中结合了H∞的控制理论,以增加系统的鲁棒性.仿真研究结果表明,与传统控制器相比该控制器具有很强的抑制扰动能力,可以实现稳定悬浮.     

交流永磁直线同步电动机伺服系统H∞控制

为了解决高精度数控机床交流永磁直线同步电机伺服系统中负载扰动及参数变化对系统性能影响的问题,采用了鲁棒控制策略.利用基于内模原理的H_∞控制方法,设计了H_∞速度控制器,并详细讨论了加权函数的选取方法.仿真研究结果与常规PI控制效果比较表明,所设计的H_∞控制器对交流永磁直线同步电机伺服系统具有优良的抗干扰能力和抑制模型不确定性的能力.     

弹性飞机的混合H2/H∞最优PID控制器设计

针对弹性飞机强鲁棒性、低阶次、低增益鲁棒控制器的设计问题,以某弹性飞机12阶模型为研究对象,研究了基于弹性飞机降阶模型的混合H2/H∞最优PID控制器的设计。首先基于平衡截断法得到了6阶降阶模型。然后,根据全阶模型和降阶模型的频域降阶误差选取了合适的鲁棒加权函数。之后,给出了系统跟踪误差的H2范数的一种简化计算方法用于计算H2范数优化设计指标。最后使用粒子群优化算法进行了混合H2/H∞最优PID控制器参数的优化得到了最优PID控制器。仿真结果表明,与H∞混合灵敏度控制器相比,混合H2/H∞最优PID控制器阶次更低,并能同时镇定参数和非参数两种不确定性具有更强的鲁棒性;对弹性形变有较好的抑制作用,对刚性模态也取得了很好的控制效果。     

基于静态输出反馈的非脆弱H2/广义H2控制

针对传统鲁棒控制器脆弱性比较明显的情况,研究了控制器增益存在摄动时的非脆弱H₂/广义H₂静态输出反馈控制问题.以双线性矩阵不等式（BMI）组的形式给出了非脆弱静态输出反馈控制器存在的充要条件,给出了基于差分进化算法（DE）与线性矩阵不等式（LMI）的新型求解方法,并依据此方法设计了主动悬架非脆弱H₂/广义H₂静态输出反馈控制器.仿真结果表明,非脆弱H₂/广义H₂控制器具有良好的非脆弱性和鲁棒性,证实了所提方法的可行性与有效性.     

永磁直线电机高速车床进给系统鲁棒速度控制

为了满足高速车床进给系统的具体要求，对进给系统中存在的不确定性及扰动进行了分析，设计了混合鲁棒H_∞速度控制器.采用加权混合灵敏度方法设计满足混合灵敏度性能指标的稳定性与品质鲁棒性的控制器，详细讨论了加权阵的一般选取方法.采用H_∞负载扰动观测器的鲁棒控制方案来改善速度控制系统的抗干扰性能，以达到减小扰动灵敏度的目的.仿真试验结果表明：所提出的控制策略具有鲁棒性能好、跟踪性能强以及运行稳定等优点，对负载扰动具有很强的抑制能力.进给系统在被控对象参数变化较大及扰动存在时仍可达到较高等级的跟踪控制精度，可满足精密加工要求.     

直线伺服系统的鲁棒二次最优控制

针对永磁直线同步伺服电机(PMLSM)直接驱动伺服系统存在的负载扰动等不确定性因素的影响，根据鲁棒二次最优控制理论来设计速度状态反馈控制器，在保持传统控制结构不变的同时，解决了直线电机伺服系统的鲁棒性问题，能够克服系统中存在的不确定性与外部干扰对系统性能的影响，实现对系统速度的跟踪控制.仿真结果表明，该方案在保证伺服系统的快速性、精确跟踪性的同时，对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

永磁直线伺服系统自适应模糊鲁棒控制器

为了保证永磁直线伺服系统的跟踪性能,消除负载扰动、端部效应、非线性摩擦及系统参数变化等不确定因素的影响,根据自适应模糊控制和H_∞鲁棒控制提出了相应的控制策略.控制器由自适应模糊控制项和H_∞鲁棒控制项组成,自适应模糊控制项用来逼近理想控制律;H_∞鲁棒控制项用来克服模糊逼近误差和外界干扰对输出跟踪误差的影响,并利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的全局稳定性.仿真结果表明,该方案有很强的鲁棒性,同时也使系统具有较好的跟踪性能,大大提高了直接驱动直线伺服系统的鲁棒跟踪精度.