数控机床直接驱动系统H∞鲁棒控制的研究

为了解决永磁直线电动机伺服系统中负载扰动及参数变化对系统性能影响较大的问题,采用了鲁棒控制方法。通过设计电流环的截止频率高于速度环截止频率数倍,使得在设计H∞速度控制器时,将电流环等效成单位增益,从而降低了H∞速度控制器的阶次。并且详细讨论了加权函数的选取方法。仿真研究结果表明,在系统存在扰动和参数变化时,该设计方法对系统性能具有良好的鲁棒性。     

数控转台回转送进系统伺服刚度的鲁棒控制

直接驱动数控转台采用环形永磁力矩电机的伺服系统易受负载转矩变化的影响，显著降低系统的伺服动态刚度。基于具有前馈的伪微分反馈控制框架，采用H∞混合灵敏度控制方法，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。该控制器使系统对负载扰动及自身参数变化具有较强的鲁棒性，提高了系统对输入信号的响应速度，解决抗干扰性能和快速跟踪性能之间的矛盾，增强了系统的动态刚度。仿真结果表明，所设计的H∞控制器使数控转台回转送进系统对负栽扰动及叁数变化具有较强的鲁棒性。     

时滞不确定超高速电液比例系统的H∞控制器研究

根据Lyapunov稳定性原理,给出了具有状态和输入时滞的参数不确定系统鲁棒渐近稳定的充分条件,并采用LM I方法得出了满足鲁棒H∞性能指标的H∞控制器的解,最后通过超高速电液比例系统H∞控制器的设计,证明了该方法的有效性。     

基于H∞控制的火炮电液伺服系统研究

针对某火炮电液伺服系统存在数学模型的不确定性和较大干扰力矩的特点，用H∞控制方法设计了两自由度控制器，它能在保证系统鲁棒稳定性的同时确保系统的瞬态性能指标，仿真结果表明该方法对参数不确定性和外部干扰力矩具有很强的鲁棒性。     

基于DSP控制的电液位置伺服系统电模拟仿真研究

文章设计了一种基于H∞控制的H∞混合灵敏度鲁棒控制器,并以DSP TMS320F2812加以实现。为了验证DSPH∞混合灵敏度控制器的鲁棒性能,根据电液位置伺服系统的数学模型,设计了研究对象的电模拟仿真器。通过DSPH∞混合灵敏度控制器对电液位置伺服系统进行电模拟仿真实验。仿真实验结果表明:DSP控制器的实验结果与MATLAB仿真结果基本相同,说明该DSP控制器有很好的使用价值。     

具有闭环区域极点约束的H_2/H_∞主动悬架鲁棒控制

以1/4车辆二自由度主动悬架为研究对象,采用同时具有H2性能和H∞性能的H2/H∞鲁棒控制理论,运用线性矩阵不等式工具箱,设计出具有H2/H∞性能要求和闭环区域极点约束的状态反馈控制器。运用闭环极点约束的方法,通过调整传递函数||T∞||∞和||T2||2值在H2/H∞混合控制中的权重系数,实现了悬架闭环系统H2和H∞的性能调节。在时域内和频域内进行了仿真,并与LQR控制器进行了对比分析。结果表明,采用H2/H∞鲁棒控制理论设计的控制器对系统参数不确定具有较好的鲁棒稳定性,而且能够有效地抑制外界干扰,很好地改善系统的动态性能。     

交流位置伺服系统的H∞鲁棒控制研究

分析了数控机床位置伺服系统存在的不确定性 ,应用混合灵敏度设计方法设计H∞ 鲁棒控制器。详细讨论加权函数阵的选取方法 ,以及被控对象模型中含有一个积分环节控制器的设计方法。通过仿真试验证明该控制器对于模型参数摄动具有很好的鲁棒稳定性 ,对于负载扰动具有很强的抑止能力。     

参数不确定4WS系统的鲁棒H∞控制

针对轮胎参数的不确定性,建立基于轮胎参数变化的汽车四轮转向系统不确定模型,同时进行分析,并将参数不确定性问题转化为基于干扰抑制的H∞控制问题,运用H∞控制理论的分析方法,通过求解Riocati方程设计基于参数变化的动态鲁棒H∞控制器。仿真结果表明所设计的控制器能够很好地抑制轮胎参数的不确定性。     

电液比例系统的H∞鲁棒性控制设计

针对电液比例系统中系统控制数学模型参数时变要求控制器鲁棒性强的特点,通过分析电液比例系统的物理模型,利用线性分式变换(LFT)方法,引入乘性不确定性参数,给出了参数时变的电液比例模型,并得出了具有参数不确定性系统状态空间函数模型。运用线性矩阵不等式(LM I)的H∞控制器的处理方法,设计出基于H∞控制的电液比例系统控制器。利用该控制器可有效的抑制参数时变对系统输出的影响。仿真表明该控制器在较大不确定参数的变动下,控制器仍然能够使系统具有较好的输出性能,结果说明该鲁棒控制器的有效性。     

具有时变柔性负载的电液力控制系统中Gain-Scheduled H∞控制器的研究

针对具有时变柔性负载的电液力控制系统设计了Gain-Scheduled H∞控制器.Gain-Scheduled H∞控制适用于状态空间矩阵是时变参数的线性函数的慢时变系统.其控制器的形式可根据时变参数的变化实时地进行调节,以满足不同时刻系统的性能要求.将该方法应用到了液压式全自动地震波输入振动三轴装置中(以下简称动三轴).仿真结果表明Gain-Scheduled H∞控制方法对改善负载参数变化较大的动三轴的性能是非常有效的.     

基于极点配置的直线伺服系统H∞速度控制器设计

针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动伺服系统,应用内模原理,在电流环内引入一伺服补偿器,并通过极点配置和H∞控制方法设计状态反馈控制器.把系统闭环极点配置在一线性矩阵不等式(LMI)区域内,使系统具有良好的快速跟踪等动态性能;而H∞控制又使系统对负载扰动等不确定性具有较强的鲁棒性.仿真结果表明,和传统的控制方法相比,该方案在保证伺服系统的快速精确跟踪性能的同时,又使系统具有良好的抗干扰性和鲁棒性.     

基于神经网络的一类不确定非线性系统自适应H∞跟踪控制

基于神经网络针对一类具有输入不确定性的非线性系统提出了一种H∞自适应跟踪控制方法.控制器由等效控制器、H∞控制器及参数自适应控制器三部分组成.H∞控制器用于减弱外部及神经网络的逼近误差对跟踪性能的影响,参数自适应控制器用于抑制输入干扰对跟踪性能的影响.所设计的控制器不仅保证了整个闭环系统的稳定性,而且使外部干扰及神经网络的逼近误差对跟踪的影响减小到给定的性能指标.最后给出一个算例验证了该方法的有效性.     

基于神经网络的一类不确定非线性系统自适应H∞跟踪控制

基于神经网络针对一类具有输入不确定性的非线性系统提出了一种H∞自适应跟踪控制方法.控制器由等效控制器、H∞控制器及参数自适应控制器三部分组成.H∞控制器用于减弱外部及神经网络的逼近误差对跟踪性能的影响,参数自适应控制器用于抑制输入干扰对跟踪性能的影响.所设计的控制器不仅保证了整个闭环系统的稳定性,而且使外部干扰及神经网络的逼近误差对跟踪的影响减小到给定的性能指标.最后给出一个算例验证了该方法的有效性.     

基于H_∞控制理论混凝土约束收缩控制器设计

介绍H∞控制理论以及基本算法,对混凝土约束收缩系统进行建模,进而设计了基于H∞控制理论的控制器。模拟仿真表明H∞控制能加快系统的响应时间,改善系统性能,对外界干扰以及模型的不确定性具有鲁棒性。最后,通过对混凝土约束收缩过程中所采集的位移和力的数据分析,说明了H∞控制器能更好地抑制外界波动的影响,实现了混凝土来回约束收缩10μm的高精度控制要求,从而验证了此H∞控制器的可靠性。     

具有LMI区域极点约束的超高速电液比例H∞控制器研究

为了提高系统响应速度和频宽，利用线性矩阵不等式处理方法设计了具有LMI区域极点约束的输出反馈H∞控制器，分析了LMI区域极点约束对不确定系统动态特性的影响。仿真结果表明，输出反馈H∞控制器不仅能保证超高速电液比例系统稳定的动态特性，还能保证100Hz以上的带宽，确保了良好的跟踪精度。通过试验验证了超高速电液比例系统输出反馈H∞控制器的正确性和有效性。     

超高速电液比例系统H∞控制器的研究

建立了超高速电液比例系统的动态数学模型及状态空间表达式,分析了跟踪补偿和不确定性补偿对系统的影响,并根据模型的描述设计了混合灵敏度H∞控制器.仿真结果表明利用H∞控制算法可以得到带宽为100 Hz以上稳定的超高速电液比例系统,确保了良好的跟踪精度.最后通过试验验证了超高速电液比例系统H∞控制器的正确性和有效性.     

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。     

基于系统逆的非线性液压伺服系统H∞控制器设计

本文提出了一种基于系统逆的H∞控制器,克服了一般H∞控制器仅能适用于线性系统的缺点,并将此方法应用到一非线性液压系统中,仿真结果表明了这种方法对具有参数不确定性的非线性系统具有鲁棒性。     

H_2/H_∞混合控制器对异步电动机扰动研究

研究异步电动机的控制,针对异步电动机模型的不确定性问题,首先将其线性化,然后将H2/H∞控制器应用于异步电动机的调速系统中,将异步电动机调速系统的性能要求转化为混合H2/H∞控制器的设计问题。提出将基于H2/H∞控制器参数的设计方法运用到异步电动机控制系统中,很好地保证了负载等外部因素扰动情况下的系统鲁棒稳定性,保证闭环系统具有的动态和稳定性能,很好的保证了异步电动机对扰动的稳定性。     

主动电磁悬浮球系统的H_∞控制器

针对主动电磁悬浮球系统的鲁棒性问题,探讨了H∞控制器在该系统上的应用。首先建立了主动电磁悬浮球系统的线性化数学模型;然后对应H∞混合灵敏度框架,重点介绍了3个加权函数的双重意义及其对系统特性的影响,说明了H∞控制器的设计方法;并对一套实际系统设计了H∞控制器,对系统的性能进行了仿真和实验研究。研究结果表明,基于H∞控制器的主动电磁悬浮球系统具有较高的抗干扰性能和鲁棒稳定性。