热连轧卷取机踏步系统鲁棒H∞控制研究

针对热连轧过程中的带头损失问题,开发带有位置调节和压力调节的步进式电液伺服系统,并应用一种简化的H∞控制混合灵敏度算法对系统进行闭环增益设定,其核心是确定闭环系统传递函数即T的最终希望的形状,直接设计出K,从而避免了权函数的选择。研究结果表明用此法设计的H∞控制器对于步进控制系统是有效的。     

球磨机负荷串级H∞鲁棒控制器的设计与仿真

针对目前球磨机负荷控制存在的不足,提出了一种基于H∞鲁棒控制的球磨机负荷串级控制算法.分析了压差单回路控制的不足,提出了用筒体振动信号结合球磨机压差来表征负荷,给出了球磨机负荷串级控制的结构,对于主回路,通过选择合适的加权函数,设计出了基于混合灵敏度理论的H∞控制器,副回路采用比例控制器;最后基于Matlab对控制算法进行了仿真研究.仿真结果表明,球磨机负荷串级控制系统具有较好的动态性和鲁棒性,有效克服了单回路控制的不足,具有一定的实用性.     

H∞混合灵敏度控制在液压伺服系统中的应用

运用H∞混合灵敏度控制理论，针对液压伺服系统的特点，通过仿真，总结了一般加权阵的选取规律和方法，提出采用线性矩阵不等式设计典型电液位置伺服系统H∞控制器的计算方法，并设计了控制器，使系统在保证鲁棒稳定性的同时可以确保系统的瞬态性能指标。通过 设计举例说明了控制器的设计方法，并通过与原系统参数摄动时系统特性的比较，验证了H∞控制器不仅可以提高系统的频宽，改善系统的响应速度,而且可以改善参数变化对系统性能的影响，从而说明际H∞控制器的有效性。     

飞行器垂直尾翼H∞鲁棒振动主动控制

以飞行器垂直尾翼模型为研究对象,将H∞鲁棒控制理论的混和灵敏度方法用于解决尾翼模型的多模态振动主动控制问题.通过对垂尾振动控制系统不确定性分析,选择了权函数,设计了H∞控制器并对控制器进行了适当的降阶处理,并对垂尾模型的多模态振动控制进行了主动控制试验.结果表明,结构前三阶模态振动(模态频率分别为3 Hz,5,7 Hz和27Hz)的振幅分别降低了11 dB,11 dB和2 dB,取得了较好的控制效果,验证了H∞控制理论应用于垂尾结构多模态振动主动控制的可行性和有效性.     

连铸结晶器非正弦电液伺服控制系统H∞控制

本文采用H∞控制设计设计控制器用于连铸结晶器非正弦振动电液控制系统的控制,针对系统具有较大摩擦负载的情况,通过选择加权函数,使闭环控制系统更具鲁棒性,研究结果表明具有H∞控制器的闭环系统的性能优于传统的PID控制器。     

基于H∞性能指标的旋转机械鲁棒控制器设计

针对大型旋转机械轴系中存在的低频扭振失稳现象,提出一种基于H∞性能指标的鲁棒控制器解析设计方法,该方法不必对控制对象进行互质分解,通过对S/T混合灵敏度函数的研究,避免了权函数繁琐的选取过程,同时能保证其对不稳定和临界稳定对象的有效性,所设计的控制器结构简单,并能实现单参数整定.调节控制器参数,对比仿真结果研究其对相对旋转系统动态特能的影响,最后通过实验平台验证该算法能够实现对旋转机械扭转振动的有效控制.     

H∞控制理论在磁悬浮轴承系统中的应用研究

讨论了鲁棒H∞控制理论灵敏度和补灵敏度加权因子的选择方法，设计了磁悬浮轴承系统的H∞控制器；研制了基于PC机的磁悬浮轴承实时数控系统，用C语言设计了H∞控制器的软件。仿真结果表明，采用H∞控制，系统具有良好的动态性能、较强的鲁棒性和抑制转子振动的能力。对一个五自由度的磁悬浮轴承系统进行试验研究，结果表明，采用H∞控制器成功实现了五自由度磁悬浮轴承系统的稳定悬浮，在最高转速30000r／min时转子的振动峰峰值小于60μm。     

冷连轧机液压系统的H∞混合灵敏度鲁棒控制器设计

以双机架可逆冷连轧机液压APC(Automatic Position Control———位置自动控制)系统为研究对象,建立了相应的轧机液压APC系统的数学模型。采用鲁棒H∞控制的设计方法对参数摄动等的不确定性进行了仿真,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。     

高速弹性连杆机构振动的鲁棒H∞控制

在含有压电元件的弹性机构振动主动控制有限元模型的基础上，基于复模态理论，研究了高速机构的鲁棒H∞振动主动控制问题，给出了时变系统在模态截断下的输出反馈控制器设计方法。该方法可有效抑制系统的持续干扰，并可以解决由于模态截断引起的控制溢出问题。针对一曲柄摇杆机构的仿真计算表明，本方法可以有效地控制系统的在线弹性振动，同时系统原低阶谐振现象也得到了较好的控制。     

轧机主传动系统扭振H∞鲁棒控制器设计

针对轧机主传动轴中存在的扭转振荡现象指出扭振产生的原因,并根据数学建模和外部干扰的不确定性,提出基于H∞混合灵敏度算法设计的扭振抑制鲁棒控制器。仿真表明所设计的控制器在抑制扭矩和恢复动态速降时间上都明显优于传统的PID调节器。     

不确定时滞系统的鲁棒H∞控制

针对具有状态滞后且模型中具有时变参数不确定性和外部扰动不确定性的一类线性系统,本文研究了其鲁棒H∞控制问题.利用线性矩阵不等式LMI(Linear Matrix Inequality)处理方法,提出了无记忆状态反馈鲁棒H∞控制器的存在条件.本文所设计的状态反馈控制器能够使时滞系统不仅对时变参数不确定性具有鲁棒性,而且对外部扰动满足预定的衰减性能指标.     

车辆电控空气悬架建模及H∞控制研究

针对车辆电控空气悬架,建立了一种新型的动力学模型,构建控制执行机构的控制量与车辆实时状况之间的关系.利用H∞控制理论,根据系统性能要求选取合适的频率加权函数,设计了电控空气悬架系统的H∞控制器,分析了系统在随机激励条件下的频域响应和时域响应.为了考察H∞控制器的优劣,同时设计了最优控制器进行比较分析.结果表明,采用所述的电控空气悬架H∞控制器设计方法,车身加速度水平在人体敏感的频带范围内得到了明显的抑制,同时系统的平顺性也得到了全面改善.     

H2/H∞混合控制在双振动台解耦控制中的应用

研究了基于H2／H∞混合控制的振动台解耦控制器的设计方法，用缩减了高阶模态的降阶模型所设计的控制器对原系统进行解耦控制，引入了模型不确定性，克服了传统的基于模型逆的解耦控制系统鲁棒性能较差的缺点。利用双自由度控制结构的特点，将问题分解为H2和H∞两个最优控制器的设计过程，简化了问题求解的复杂性；通过整形技术提高了解耦控制的效果。与单步设计方法相比，这一双步设计方法更容易实现也更具有灵活性，能进一步提高系统的控制性能。仿真结果表明混合H2／H∞解耦控制方法不仅具有良好的解耦性能，而且能够有效控制结枸振动高阶模态的溢出。     

H∞混合灵敏度的鲁棒性设计及在挠性系统控制中的应用

标准H∞混合灵敏度设计只能保证系统的鲁棒稳定性和标称性能,而在实际系统中鲁棒性能也是很重要的.基于此,研究了在SISO系统中如何通过H∞混合灵敏度设计,使系统获得与μ综合相当的鲁棒稳定性和性能,得到使用H∞混合灵敏度设计来保证系统鲁棒性能需要满足的一个数量关系.由于挠性系统具有弱阻尼的谐振模态而不易控制,尤其是当谐振频率和阻尼比摄动时,系统的性能更不易保证,以存在挠性摄动的飞行器俯仰角控制为例验证了本文方法的正确性和有效性.     

电动助力转向系统的鲁棒H∞控制研究

电动助力转向系统（Electric Power Steering,EPS）中,机械摩擦、传感器噪声和路面干扰等不确定因素将降低EPS的助力跟踪性能、转向轻便性和鲁棒稳定性。针对该问题,以电动助力转向的助力跟踪性能、转向路感和车辆操纵稳定性为控制目标,基于电压补偿控制,设计了鲁棒H∞控制器。利用MATLAB/SIMULINK搭建了EPS控制模型、二自由度整车模型、轮胎模型,在单位阶跃操纵力矩作用下,仿真对比了电压补偿控制和基于电压补偿的鲁棒H∞控制的仿真响应情况,结果表明基于电压补偿的鲁棒H∞控制具有更好的助力跟踪性能、转向路感和鲁棒稳定性。     

锥形滚柱式混合磁悬浮轴承次优H∞鲁棒控制器的研究

介绍了一种新型结构的磁悬浮轴承－锥形滚柱式混合磁悬浮轴承的控制系统和控制原理，并对系统建立状态空间数学模型，通过H∞次优鲁棒控制理论，利用MATLAB提供的鲁棒控制工具，设计出系统在H∞范数边界γ内二次稳定的鲁棒H∞次优状态反馈控制器，并采用具有强大快速的运算处理能力和精炼指令集的DSP（TMS320F240）芯片实现对系统的实时控制。     

磁悬浮球的H∞控制研究

设计了一种磁悬浮球实验系统，建立了磁悬浮球的控制模型。基于H∞混合灵敏度控制理论，研究了加权阵的选取规律和方法，设计了磁悬浮球的H∞鲁棒控制器。开发了功率驱动系统和光电位置检测系统，并用DSP系统实现了H∞控制算法。仿真分析和实验结果表明：该磁悬浮系统具有较高的控制精度和鲁棒性，解决了磁悬浮系统中的建模精度低，外界干扰难以避免等棘手问题。     

基于压电元件的柔性板H∞鲁棒振动控制实验研究

以一柔性板为对象进行了H∞鲁棒振动控制器的设计、仿真和实验研究。首先,利用多变量频域辨识原理,识别出以粘贴压电片作为传感器和作动器的柔性板实验系统前三阶模态的MIMO传递函数模型,接着,对具有乘型不确定性的板模型在干扰抑制、控制增益约束以及鲁棒稳定三方面进行频域加权整型,构建了H∞混合灵敏度控制系统;数值仿真验证了各权函数的合理性,初始外扰和随机外扰下的振动控制实验结果表明,相对LQR方法,H∞控制能使闭环系统在保持鲁棒稳定的前提下获得更好的性能,初始外扰下衰减时间缩短30s,随机外扰下降噪量提高4dB。     

基于非线性H∞机器人鲁棒PID控制器设计

各种限制条件阻碍了工业机器人运动控制器性能的提高。例如，摩擦力和动态干扰限制了简单的PID控制器性能。通过解决非线性L2增益衰减问题，提出一种基于非线性H∞鲁棒PID控制器并且对这个控制器的稳定性、鲁棒性和性能调节方法进行了分析。最后给出了对两连杆刚性机器人的仿真结果，验证了控制效果。     

柔性结构振动跟踪控制H∞混合灵敏度法

基于H∞混合灵敏度控制算法,提出了一种将H∞混合灵敏度控制应用于高阶柔性结构振动跟踪控制的加权函数选择方法.该方法能够快速地使输出信号跟踪到参考信号.首先,建立了振动系统的多输入多输出跟踪控制模型;然后选择合适的性能加权函数和限幅加权函数,引入了模型的不确定性扰动,给出了一种针对高阶柔性控制系统的加权函数选择方法,利用混合灵敏度H∞控制设计方法,将鲁棒反馈控制器设计转化为标准H∞控制问题求解;最后,以一悬臂梁为研究对象,完成了两输入两输出结构振动控制的控制器设计和算法仿真.仿真结果表明,针对高阶柔性结构系统设计的控制器,在保证稳定性的前提下,输出信号对参考信号的跟踪结果满足了预定指标要求.