基于LMI的永磁直线电机H∞鲁棒控制器设计

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服控制中存在的模型摄动和外部干扰问题,保证闭环控制系统的鲁棒稳定和鲁棒性能,将基于状态反馈的H∞鲁棒控制器应用到永磁直线同步电机的速度环和电流环设计中,通过建立伺服系统鲁棒控制的状态空间模型,将H∞标准设计问题转化为线性矩阵不等式(LMI)的最优解求解问题,利用Matlab LMI工...     

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。     

基于遗传算法的主动悬架多目标H2／H∞鲁棒控制

利用多目标遗传算法(μMOGA)并结合线性矩阵不等式(LMI)对四分之一主动悬架的混合H2/H∞控制的保守性进行了研究.利用多目标遗传算法对控制增益进行搜索,H2和H∞范数通过解矩阵不等式得到.将基于μMOGA/LMI优化得到的非支配解与多目标控制工具箱的结果进行比较发现:基于μMOGA/LMI的优化结果明显优于多目标控制箱优化结果.利用μMOGA/LMI对四分之一主动悬架进行设计,得到的主动悬架性能指标仿真结果明显优于被动悬架的性能指标.     

基于H∞控制的单元机组的鲁棒控制

本文采用环路成形H∞控制算法对330MW单元机组进行设计。为了能方便地在实际工程中实现复杂的H∞控制器，本文用PID控制器逼近所得控制器的方法，最终用4个PI控制器实现鲁棒控制算法．仿真表明所得控制器具有较好的信号跟踪、抗干扰性能。并能在较大范围工作点工作．从而具有较佳鲁棒性．     

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。     

水轮机调速器电液随动系统H∞鲁棒控制研究

对水轮机调速系统进行系统建模，不仅考虑水轮机电液随动子系统的动态过程，而且对水轮机、发电机及负载的动态过程也加以考虑，采用H∞鲁棒控制器使系统误差和抗负载干扰能力增强。和传统控制相比，有误差小，响应快，抗干扰能力强等优点。     

时滞独立的网络控制系统H∞控制器设计

介绍了网络控制系统中的时滞独立系统.利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式(LMI)工具给出了H∞控制器存在的时滞独立网络控制系统的充分条件.通过求解一个具有线性矩阵不等式的凸优化问题,得出γ最小的H∞控制率.仿真实验结果显示,整个系统对干扰信号有较好的抑制作用.     

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LMI的压电智能板的H∞振动控制

研究了压电智能板结构的H∞振动控制问题,推导出其有限元运动微分方程并对其进行解耦,在状态空间中利用最小实现和平衡降阶法对其进行降阶处理.基于线性矩阵不等式(LMI)方法,针对压电智能板结构设计了次优H∞状态反馈控制器和最优H∞状态反馈控制器.以智能悬臂板结构为例,设计了相应的控制器.仿真结果表明,此方法成功地实现了压电智能板结构对干扰的抑制.     

染液自动配液拱架机器人机械结构设计及定位系统动态分析

首先根据纺织印染实验室自动配液系统的特性,设计了拱架机器人主体结构及滴定轴的夹持手结构。定位采用双边柔性同步带驱动,以适应长距离、快速、小冲击的需求,滴定轴采用螺旋丝杆驱动以保证滴定精度。然后建立柔性同步带驱动定位物理模型和定位误差测量装置。     

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LMI的磁悬浮永磁直线电动机H∞鲁棒控制器的设计

针对磁悬浮永磁直线电动机中的不确定性扰动,提出基于线性矩阵不等式( LMI)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,根据H∞性能指标与线性矩阵不等式的等价性,将设计问题转化为对LMI的求解,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,为了验证设计的有效性,在MATLAB环境下应用Simulink建立系统的仿真模型,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。     

一类参数和时滞不确定的闭环供应链动态模型与鲁棒H∞控制

建立了一类参数与时滞不确定的闭环供应链动态系统模型,包括具有参数不确定的产品回收模型、具有时滞不确定的再制造模型、具有参数和时滞不确定的第三方逆向物流模型三种典型的闭环供应链模型。分析了闭环供应链动态系统的鲁棒运作问题。针对闭环供应链动态系统运作过程中参数与时滞不确定干扰的问题,给出了解决供应链动态模型的鲁棒H∞控制策略及其线性矩阵不等式算法。通过库存状态的静态反馈控制,抑制了供应链动态系统中的不确定性干扰,使供应链运作达到理想状态。最后,以结合国内钢铁行业废钢回收运作状况为背景,进行了仿真计算,并验证了鲁棒H∞控制结果。     

超声电机驱动多关节机器人的非线性H∞控制

利用超声电机低速大转矩特性,实现了三关节机器人的直接驱动.一方面,由于超声电机是通过定转子间的摩擦驱动,其模型无法精确描述,另一方面,由于无法在方程中将关节机器人的所有动力参数表达出来,因而该机器人在控制中存在摩擦干扰和参数不确定带来的动力干扰.针对这些干扰,采用了非线性H∞控制方式,以L2增益作为设计指标,设计了H∞控制器.实践证明,非线性H∞控制器不仅可以保证机器人稳定运行,而且位置精度大为提高.最后,还对控制器的鲁棒性进行了实验验证,结果表明该控制器有很好的抗干扰能力.     

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。     

机器人的鲁棒控制方案分析

机器人学在现代技术中是一个相对新的领域,但是发展迅速,应用前景也越来越广阔。针对机器人建模的不确定性,选用了稳健性较好的鲁棒控制方案,通过对当前鲁棒控制理论进行分析归类,提出了五种针对机器人的控制方案,并指出了各控制方案的性能优劣。     

电励磁直线同步电动机磁悬浮系统H∞鲁棒控制的研究

为解决电励磁直线同步电动机磁悬浮系统状态变量之间的非线性和不确定性扰动问题,提出一种磁悬浮系统H_∞鲁棒控制方法。由电励磁直线同步电动机磁悬浮系统的运行机理,建立电励磁直线同步电动机悬浮系统的悬浮力方程和运动方程,推导悬浮系统的状态空间模型,针对状态空间模型的非线性,在平衡工作点处对其进行线性化,将系统对扰动的抑制问题归结为H_∞鲁棒控制器的设计,通过解Riccati不等式的正定解,得到悬浮系统的H_∞鲁棒控制器。最后,采用MATLAB/Simulink软件进行仿真研究,通过与PI控制比较,结果证明H_∞鲁棒控制方法可使电励磁直线同步电动机具有良好的抑制扰动的能力。